Question

測定轉(zhuǎn)化成SO₃的轉(zhuǎn)化率可以用如圖裝置，裝置中燒瓶內(nèi)發(fā)生的化學反應方程式為：
Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑（已知S0₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃）

（1）裝置中甲管的作用是______．
（2）根據(jù)實驗需要，應該在I、II、III、IV處連接合適的裝置，請從題圖A?E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填放下面的空格中．I、II、III、IV處連接的裝置分別是______

（3）為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實驗中加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是______，若用大火加熱燒瓶時，SO₂的轉(zhuǎn)化率會______ （填“升高”、“不變”或“降低”）．
（4）有一小組在實驗中發(fā)現(xiàn)，SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實驗現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你推測可能的原因（可以不填滿）①原因：______②原因：______ ③原因：______
（5）將SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，并有6.02×10²³個電子轉(zhuǎn)移，則該反應的化學方程式為______
（6）用nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結(jié)束時，繼續(xù)通入O₂-段時間后，測得裝置IV增重了 mg，則實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為______．（用含m、n的代數(shù)式填寫）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)壓強來分析甲的作用；
（2）從除雜、催化氧化、冷卻、吸收未反應的SO₂，排除空氣中水及二氧化碳的影響來分析；
（3）根據(jù)催化劑在一定的溫度下催化效果好及反應速率來分析；
（4）SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，根據(jù)發(fā)生的化學反應及影響反應速率的因素來分析；
（5）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，有6.02×10²³個電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，并利用質(zhì)量守恒定律來書寫反應方程式；
（6）IV增重了mg，為未反應的SO₂的質(zhì)量，nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應生成nmolSO₂，以此來計算轉(zhuǎn)化率．
解答：解：（1）由圖可知，液體流下時使分液漏斗中壓強減小，不利于液體流下，而甲裝置能保證分液漏斗和燒瓶內(nèi)氣體壓強相等，則甲能使液體順利流下，故答案為：讓硫酸順利滴下；
（2）因從溶液中反應生成氣體中混有水蒸氣，則I處應選擇B裝置來吸收水進行氣體的干燥，II中選E進行二氧化硫氣體的催化氧化，S0₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，III中選A進行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，在IV中選擇C裝置來吸收未反應的SO₂，故答案為：BEAC；
（3）因催化劑在一定的溫度下催化效果好，則應先加熱催化劑，大火加熱時反應速率過快，生成的部分二氧化硫未反應就通過了E裝置，導致SO₂的轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：先加熱催化劑再滴入濃硫酸；降低；
（4）SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，可能為Na₂SO₃變質(zhì)生成硫酸鈉，也可能為濃硫酸的濃度不夠，反應速率變慢，故答案為：Na₂SO₃變質(zhì)；濃硫酸的濃度不夠；
（5）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，有6.02×10²³個電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價由+5價降低為+4價，由質(zhì)量守恒定律可知反應的化學方程式為
SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂，故答案為：SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂；
（6）IV增重了mg，為未反應的SO₂的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為mol，nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應生成nmolSO₂，則轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%，
故答案為：×100%．
點評：本題考查二氧化硫氣體的制取及二氧化硫的催化氧化實驗，明確裝置及裝置的作用是解答本題的關(guān)鍵，難度不大，并注意利用守恒法來分析問題．