题目内容

10.实验室用下列装置探究SO2的性质并测定SO2转化为SO3的转化率.已知:SO3熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,且遇水剧列反应.

(1)仪器a的名称是分液漏斗.
(2)装置A的作用除将气体充分混合、干燥气体外,还能通过观察气泡以便控制O2和SO2的流速.
(3)I和II连接可验证SO2的性质.
①装置B中现象是溶液由紫色变为红色;装置C中的现象体现了SO2的氧化性.
②经验证D瓶中的溶液能使品红试液褪色.请用最简单的方法检验D瓶中含有SO2还是含有氯水:取褪色后的溶液加热,若溶液变红,则溶液中含有二氧化硫,否则含有氯水.
(4)I和Ⅲ连接可测定SO2的转化率.
①当停止通入SO2,熄灭酒精灯后需继续通一段时间的O2,目的是使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收.
②有同学认为,装置G中盛放的溶液可用下列试剂bc代替更环保(填序号).
a.足量BaC12溶液b.足量Ba(OH)2溶液c.足量FeC13和BaC12的混合液d.足量NaHSO3溶液
③实验结束后,若装置F增加的质量为mg,装置G中产生白色沉淀的质量为ng,则此条件下,SO2的转化率为$\frac{\frac{m}{80}}{\frac{m}{80}+\frac{n}{233}}×100%$(用含字母的代数式表示,不用化简).

分析 (1)根据图示可知,仪器a为分液漏斗;
(2)二氧化硫、仪器不溶于浓硫酸,也不与浓硫酸反应,在装置A中会产生气泡,根据产生气泡速度可以控制O2和SO2的流速;
(3)①二氧化硫为酸性氧化物,能够使紫色石蕊试液变红;装置C中的氢硫酸与二氧化硫反应生成硫单质,体现了二氧化硫的氧化性;
②二氧化硫的漂白性是暂时的,加热后会恢复原色,而氯水的漂白是永久的,据此设计检验方案;
(4)①二氧化硫和三氧化硫是大气的污染物,需要用氧气将装置中二氧化硫和三氧化硫排出,从而被完全吸收;
②装置G的作用是吸收二氧化硫,联系二氧化硫的化学性质对各选项进行判断;
③三氧化硫的熔沸点降低,所以二氧化硫和三氧化硫的混合气体通过装置F后,三氧化硫变成固体,即装置F增加的mg为反应后生成的三氧化硫的质量,根据n=$\frac{m}{M}$计算出三氧化硫的物质的量,从而得出被氧化的二氧化硫的物质的量;
装置G中二氧化硫与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀,产生的ng白色沉淀为硫酸钡,根据n=$\frac{m}{M}$计算出生成硫酸钡的物质的量,根据S原子守恒可知反应后剩余二氧化硫的物质的量,然后计算出二氧化硫的转化率.

解答 解:(1)装置图中,充分浓硫酸的仪器a的名称为分液漏斗,故答案为:分液漏斗;
(2)装置A中盛放的是浓硫酸,可以将气体充分混合、并干燥气体,另外还可以根据产生气泡速度控制通入的氧气和二氧化硫的流速,通过观察气泡以便控制O2和SO2的流速,
故答案为:通过观察气泡以便控制O2和SO2的流速;
(3)①装置B中盛放的是石蕊试液,二氧化硫溶于水生成弱酸亚硫酸,导致石蕊试液由紫色变为红色;装置C中盛放的是饱和硫化氢气体,硫化氢能够与二氧化硫反应生成S单质,该反应中二氧化硫化合价降低被还原,表现了氧化性,
故答案为:溶液由紫色变为红色;氧化;
②经验证D瓶中的溶液能使品红试液褪色,二氧化硫的漂白性是暂时的、不稳定的,加热后会褪色,而氯气的漂白利用的是次氯酸的强氧化性,氯水的漂白是永久的,所以检验D瓶中含有SO2还是含有氯水的方法为:取褪色后的溶液加热,若溶液变红,则溶液中含有二氧化硫,否则含有氯水,
故答案为:取褪色后的溶液加热,若溶液变红,则溶液中含有二氧化硫,否则含有氯水;
(4)①使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收,故答案为:使残留在装置中的SO2和SO3被充分吸收;
②装置G的作用是吸收并测定SO2,避免造成空气污染,但是反应中会生成有毒的NO,
a.足量BaC12溶液:氯化钡溶液不与二氧化硫反应,不能用氯化钡溶液代替硝酸钡,故a错误;
b.足量Ba(OH)2溶液能够与二氧化硫反应,可以用氢氧化钡溶液吸收二氧化硫,反应中没有有毒气体生成,故b正确;
c.铁离子能够将二氧化硫氧化成硫酸,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,所以可用足量FeC13和BaC12的混合液代替硝酸钡溶液,反应中不会生成有毒气体,故c正确;
d.足量NaHSO3溶液:亚硫酸氢钠溶液不与二氧化硫反应,无法代替装置G,故d错误;
故答案为:bc;
③由于三氧化硫的熔沸点降低,所以二氧化硫和三氧化硫的混合气体通过装置F后,三氧化硫变成固体,即装置F增加的mg为反应后生成的三氧化硫的质量,则反应生成的三氧化硫的物质的量为:$\frac{mg}{80g/mol}$=$\frac{m}{80}$mol,所以反应中被氧化的二氧化硫为$\frac{m}{80}$mol,
装置G中二氧化硫与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀,产生的ng白色沉淀为硫酸钡,生成硫酸钡的物质的量为:$\frac{ng}{233g/mol}$=$\frac{n}{233}$mol,根据S原子守恒,反应后剩余二氧化硫的物质的量为$\frac{n}{233}$mol,所以二氧化硫的转化率为:$\frac{\frac{m}{80}mol}{\frac{m}{80}mol+\frac{n}{233}mol}$×100%=$\frac{\frac{m}{80}}{\frac{m}{80}+\frac{n}{233}}×100%$,
故答案为:$\frac{\frac{m}{80}}{\frac{m}{80}+\frac{n}{233}}×100%$.

点评 本题考查了性质实验方案的设计,题目难度中等,明确二氧化硫的性质及实验目的为解答关键,注意掌握性质实验方案设计与评价的原则,(4)②为难点、易错点,需要明确装置中质量变化的含义,试题培养了学生的分析能力及化学实验能力.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网