Question

用如图1装置可以进行测定SO₂转化成SO₃的转化率的实验．已知SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃．

（1）写出圆底烧瓶中所发生的化学方程式

 

（2）根据实验需要，应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置．请从图2A～E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是

 

、

 

、

 

．
（3）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，首先应采取的操作是

 

．
（4）有一小组在实验中发现，SO₂气体产生缓慢，以致后续实验现象不明显，但又不存在气密性问题，请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（任写一条）．原因

 

，验证方法

 

（5）将SO₂通入含1.5mol氯酸的溶液中，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5N_A个电子转移时，该反应的化学方程式

 

（6）用amol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，测得装置Ⅲ增重了bg，则实验中SO₂的转化率为

 

%（用含a、b的代数式填写）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）圆底烧瓶中所发生的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）二氧化硫的干燥用浓硫酸，当温度低于16.8℃可以获得三氧化硫的晶体，尾气处理用烧碱溶液；
（3）为保证生成的二氧化硫尽可能的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作；
（4）亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，根据检验亚硫酸钠中硫酸根是否存在来证明结论；亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率很慢；
（5）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，根据转移的电子数来确定两种强酸；
（6）根据S元素守恒计算消耗的物质的量，可计算转化率．

解答： 解：（1）圆底烧瓶中所发生的化学方程式为Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；故答案为：Na₂SO₃+H₂SO₄（浓）

△   .

Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）SO₂转化成SO₃之前必须对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸，SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，当温度低于 16.8℃时，三氧化硫以晶体状态存在，二氧化硫、三氧化硫的尾气处理用烧碱溶液吸收，故答案为：B；A；E；
（3）为保证生成的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作，保证生成的二氧化硫尽可能的参与反应，故答案为：先加热催化剂再滴入浓硫酸；
（4）影像化学反应速率的因素有：浓度、温度等，亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，硫酸钠和浓硫酸不反应；此外亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率会很慢，可能的原因是Na₂SO₃变质，可通过取待测试样于试管中，加适量的蒸馏水配成溶液，滴加足量的稀盐酸，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，则证明该亚硫酸钠已变质；故答案为：Na₂SO₃变质；取待测试样于试管中，加适量的蒸馏水配成溶液，滴加足量的稀盐酸，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，则证明该亚硫酸钠已变质；
（5）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，转移的电子为2mol，所以是1molSO₂和1mol次氯酸反应生成盐酸和硫酸，
故答案为：SO₂+H₂O+HClO═HCl+H₂SO₄；
（6）根据元素守恒Na₂SO₃～SO₂，则amol会生成二氧化硫amol，装置Ⅲ增重了bg，说明剩余的二氧化硫为bg
（即

bg

64g/mol

=

b

64

mol），所以二氧化硫的转化率=

a- b 64

a

×100%=

1600a-25b

16a

%，
故答案为：

1600a-25b

16a

．

点评：本题主要考查了二氧化硫的性质以及离子的检验等知识，综合性较强，难度较大，考查学生分析和解决问题的能力．