某校活动小组用图示的装置及所给药品探究工业制硫酸接触室中的反应.并测定此条件下二氧化硫的转化率．已知C中的浓硫酸含溶质m mol.假设气体进入C和D时分别被完全吸收.且忽略装置内空气中的CO2．请回答下列问题:(1)已知0.5mol SO2被O2氧化成气态SO3.放出49.15kJ热量.反应的热化学方程式为SO2(g)+12O2(g)?SO3(g)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

某校活动小组用图示的装置及所给药品（图中夹持仪器已略去）探究工业制硫酸接触室中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率．已知C中的浓硫酸含溶质m mol，假设气体进入C和D时分别被完全吸收，且忽略装置内空气中的CO₂．

请回答下列问题：
（1）已知0.5mol SO₂被O₂氧化成气态SO₃，放出49.15kJ热量，反应的热化学方程式为

SO₂（g）+

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98.3kJ?mol^-1

SO₂（g）+

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98.3kJ?mol^-1

；
（2）实验时装置A的作用是

②③

，（填序号）
①充分混合SO₂和O₂，②干燥作用，③通过流速控制两种气体的比例；
装置C中浓硫酸的作用为

吸收SO₃

；
装置D中盛放的溶液是足量的

（填序号）
a．BaCl₂溶液 b．NaOH溶液 c．NaHSO₃饱和溶液
（3）停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，为使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收，操作方法是

继续通入氧气一段时间

；
（4）实验结束，稀释装置C中的溶液，并向其中加入足量的BaCl₂溶液，得到的沉淀质量为w g．若装置D增加的质量为a g，则此条件下二氧化硫的转化率是

233

-m

233

-m+

×100%

233

-m

233

-m+

×100%

（用含字母的代数式表示，结果可不化简）．
（5）以上实验方法存在一个严重的漏洞，导致转化率比实际值偏小，你认为是哪一个装置中的漏洞

，
A．A B．B C．C D．D
是什么漏洞？

C装置中三氧化硫不一定被完全吸收

．

分析：（1）依据热化学方程式的书写方法写出，按照热化学方程式二氧化硫的系数，计算得到放热数值，标注物质聚集状态；
（2）浓硫酸具有吸水性做干燥剂，除去混合气体中少量的水蒸气；通过流速控制两种气体的比例，使氧气量略过量促进平衡正向进行，提高二氧化硫转化率，
①依据装置图分析C是吸收生成的三氧化硫生成硫酸的装置；
②D中盛放的溶液是用来吸收剩余的SO₂；
（3）为使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收，用氧气把装置中的二氧化硫和三氧化硫赶到C装置中被浓硫酸吸收三氧化硫，二氧化硫赶入D装置中被氢氧化钠溶液吸收；
（4）C中是硫酸，加入足量氯化钡生成沉淀为硫酸钡，已知C中的浓硫酸含溶质m mol，气体进入C和D时分别被完全吸收，且忽略装置内空气中的CO₂；依据硫元素守恒计算得到反应生成的二氧化硫物质的量，和剩余二氧化硫被氢氧化钠吸收的物质的量，根据转化率概念计算得到．
（5）生成的三氧化硫在通过浓硫酸时不一定被完全吸收．

解答：解：（1）已知0.5molSO₂被O₂氧化成气态SO₃，放出49.15kJ热量，则1molSO₂被O₂氧化成气态SO₃，放出98.3kJ热量，反应的热化学方程式为SO₂（g）+

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98.3kJ?mol^-1，故答案为：SO₂（g）+

O₂（g）?SO₃（g）△H=-98.3kJ?mol^-1；
（2）浓硫酸具有吸水性做干燥剂，除去混合气体中少量的水蒸气；通过流速控制两种气体的比例，使氧气量略过量促进平衡正向进行，提高二氧化硫转化率；
依据装置图分析C是吸收生成的三氧化硫生成硫酸的装置；
D中盛放的溶液是用来吸收剩余的SO₂，所以选用NaOH溶液；
故答案为：②③；吸收SO₃；b；
（3）停止通入SO₂，熄灭酒精后，为使残留在装置中的SO₂、SO₃被充分吸收，用氧气把装置中的二氧化硫和三氧化硫赶到C装置中被浓硫酸吸收三氧化硫，二氧化硫赶入D装置中被氢氧化钠溶液吸收，故答案为：继续通入氧气一段时间；
（4）加入足量氯化钡生成沉淀为硫酸钡，实验结束后，稀释装置C中的溶液，C中是硫酸，并向其中加入足量的BaCl₂溶液，得到的沉淀质量为ωg判断为硫酸钡沉淀；若装置D增加的质量为a g，是剩余的二氧化硫的质量；气体进入C和D时分别被完全吸收，且忽略装置内空气中的CO₂；
依据SO₂～SO₃～H₂SO₄～BaSO₄；根据反应关系计算反应的硫酸物质的量=硫酸钡物质的量=

233

mol；已知C中的浓硫酸含溶质m mol，因此，反应生成硫酸的二氧化硫物质的量=（

233

-m）mol；剩余二氧化硫物质的量=

mol；所以二氧化硫的转化率=

233

-m

233

-m+

×100%；故答案为：

233

-m

233

-m+

×100%；
（5）由于三氧化硫与水反应放热，生成的三氧化硫在通过浓硫酸时不一定被完全吸收，而进入D装置被氢氧化钠吸收，导致剩余二氧化硫物质的量偏大，致转化率比实际值偏小；
故答案为：C；C装置中三氧化硫不一定被完全吸收．

点评：本题考查了工业制硫酸的反应原理应用，热化学方程式的书写方法，化学平衡的影响因素，反应过程中的物质变化计算，实验过程中装置的应用，题目难度中等．

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(1)写出装置A中所发生反应的离子方程式：_______________________________________。

(2)装置B中最适宜的试剂的名称是_____________。

(3)若实验中没有装置C，使装置B与装置D直接相连，会对实验造成的影响是____________________________________________________________。

(4)实验后，有同学说“根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象也能确认一氧化碳具有还原性”，你认为该说法是否成立？说明理由；若不成立，需要对图示装置做哪些改进才可使该说法成立？

（16分）某校化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题。

I、探究浓硫酸的某些性质

（1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量。

（2）将m g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸。未点燃酒精灯前，A、B容器中均无明显现象，其原因是：___________________________________。

（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象。

写出A中发生反应的化学方程式________________、____________________。

（4）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是_________________________________________________。

Ⅱ、测定铁的质量分数

（5）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重。E增重b g。则铁碳合金中铁的质量分数为_________________________（用含m、b的表达式表示）。

（6）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO₂、H₂O进入E管使b增大。你认为改进的方法是_________________。

（7）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实

验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因

是__________________。

（8）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其他

常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速准确的计算出铁的

质量分数，最简便的实验操作是_____________（填写代号）。

A．用排水法测定H₂的体积

B．反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量

C．测定反应前后装置和药品的总质量

I、探究浓硫酸的某些性质

（1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量。

（2）将m g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸。未点燃酒精灯前，A、B容器中均无明显现象，其原因是：___________________________________。

（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象。

写出A中发生反应的化学方程式________________、____________________。

（4）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是_________________________________________________。

Ⅱ、测定铁的质量分数

（5）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重。E增重b g。则铁碳合金中铁的质量分数为_________________________（用含m、b的表达式表示）。

（7）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实

验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因

是__________________。

（8）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其他

常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速准确的计算出铁的

质量分数，最简便的实验操作是_____________（填写代号）。

A．用排水法测定H₂的体积

B．反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量

C．测定反应前后装置和药品的总质量

（16分）某校化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题。
I、探究浓硫酸的某些性质
（1）按图示的连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量。

（2）将m g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸。未点燃酒精灯前，A、B容器中均无明显现象，其原因是：___________________________________。
（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象。
写出A中发生反应的化学方程式________________、____________________。
（4）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是_________________________________________________。
Ⅱ、测定铁的质量分数
（5）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重。E增重b g。则铁碳合金中铁的质量分数为_________________________（用含m、b的表达式表示）。
（6）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO₂、H₂O进入E管使b增大。你认为改进的方法是_________________。
（7）乙同学认为，即使甲同学认为的偏差得到改进，依据此实
验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因
是__________________。
（8）某同学认为上述方法较复杂，使用下图所示的装置和其他
常用实验仪器测定某些数据即可。为了快速准确的计算出铁的
质量分数，最简便的实验操作是_____________（填写代号）。

A．用排水法测定H₂的体积
B．反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量
C．测定反应前后装置和药品的总质量

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