Question

【題目】在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。查閱資料知SO3的熔點(diǎn)為16.83℃，沸點(diǎn)是44.8℃。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組欲通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定上述反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)根據(jù)要求回答問(wèn)題：

（1）各裝置接口的連接順序是a→__。

（2）裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水的作用是__。

（3）裝置Ⅰ所用硫酸，一般選用濃度為70%～80%的硫酸，原因是__。

（4）當(dāng)裝置Ⅰ中反應(yīng)結(jié)束時(shí)，要打開(kāi)止水夾繼續(xù)通入O2一段時(shí)間，繼續(xù)通入O2的目的是__。

（5）稱量agNa2SO3粉末與足量硫酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后稱得裝置Ⅳ增重bg，列式表示該實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率__。

Answer 1

【答案】h→i→b→c→f→g→d→e 使SO3冷凝以便從氣相中分離出來(lái) 硫酸濃度過(guò)大時(shí)主要以分子形式存在，反應(yīng)較慢；硫酸濃度過(guò)小時(shí)生成的SO2會(huì)部分溶解在稀硫酸中 將裝置中的SO2全部趕入裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)，將SO3全部趕入裝置Ⅳ中冷凝為固體，提高測(cè)量SO2轉(zhuǎn)化率的準(zhǔn)確性

【解析】

（1）裝置Ⅰ的作用是制取SO2并與O2混合，裝置Ⅱ中發(fā)生SO2的催化氧化反應(yīng)，裝置Ⅲ的作用是吸收尾氣，裝置Ⅳ中收集SO3，裝置Ⅴ的作用是干燥氣體；

（2）SO3的熔點(diǎn)較低，可通過(guò)冷凝分離；

（3）根據(jù)反應(yīng)原理為強(qiáng)酸制弱酸，且SO2在水中溶解度較大分析；

（4）反應(yīng)結(jié)束后，裝置中會(huì)殘留一部分的SO2氣體；

（5）根據(jù)S元素守恒進(jìn)行計(jì)算。

（1）該裝置連接基本順序?yàn)椋褐迫?/span>SO2并與O2混合裝置→干燥SO2、O2裝置→制取SO3裝置→吸收SO3裝置→尾氣處理裝置，因此裝置接口的連接順序是：a→h→i→b→c→f→g→d→e；

（2）根據(jù)SO3的熔沸點(diǎn)知，裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水可使SO3冷凝以便從氣相中分離出來(lái)；

（3）硫酸濃度過(guò)大時(shí)硫酸主要以分子形式存在，難以電離出氫離子，反應(yīng)較慢；硫酸濃度過(guò)小時(shí)，反應(yīng)生成的SO2會(huì)部分溶解在稀硫酸中，均會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)存在誤差；

（4）反應(yīng)過(guò)程中裝置Ⅰ中會(huì)殘留SO2，裝置Ⅱ中會(huì)殘留SO3，反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)通入氧氣一段時(shí)間，可以將裝置中的SO2全部趕入裝置Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)，將SO3全部趕入裝置Ⅳ中冷凝為固體，避免影響SO2轉(zhuǎn)化率的測(cè)定；

（5）假設(shè)Na2SO3全部反應(yīng)生成SO2，且無(wú)SO2氣體進(jìn)入尾氣吸收裝置，根據(jù)S元素守恒可知，完全轉(zhuǎn)化時(shí)，理論生成SO3的質(zhì)量為，故該實(shí)驗(yàn)中SO2的轉(zhuǎn)化率為。