题目内容

17．实验室制取SO2的反应原理为Na2SO3+H2SO4（浓）=Na2SO4+SO2↑+H2O．请用下列装置设计一个实验，以测定SO2转化为SO3的转化率（已知SO3，熔点16.8℃，沸点44.8℃）．

（1）这些装置的连接顺序（按气体从左到右的方向）是：a→h→i→b→c→f→g→d（填各接口的编号）．
（2）从乙处均匀通入O2，为使SO2有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸．
（3）写出Ⅱ中发生反应的化学方程式2SO2+O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3．
（4）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO2的转化率会减小（填“增大”、“不变”或“减小”），Ⅳ处观察到的现象是有无色（或白色）晶体（或固体）生成．
（5）用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O2一段时间后，称得Ⅲ处增重m g，则本实验中SO2的转化率为$\frac{64n-m}{64n}$×100%．

分析 （1）因从溶液中反应生成气体中混有水蒸气，所以产生的气体首先经过干燥装置Ⅲ，然后再进行二氧化硫气体的催化氧化即经过装置Ⅱ，然后是收集S03，S03的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，所以选择装置Ⅳ进行冷却，使三氧化硫与二氧化硫分离，最后在Ⅴ中吸收未反应的SO2，依据各装置作用排序：装置Ⅰ为气体发生装置，装置Ⅱ为二氧化硫催化氧化装置，装置Ⅲ为尾气吸收装置，装置Ⅳ为收集装置，装置Ⅴ干燥装置；
（2）反应在加热条件下进行，为保证充分反应，应先加热；
（3）Ⅱ中发生反应二氧化硫的催化氧化生成三氧化硫；
（4）大火加热，生成二氧化硫较快，不能充分反应；生成三氧化硫，经冷却可得到晶体；
（5）二氧化硫的转化率=$\frac{二氧化硫变化量}{二氧化硫起始量}$×100%，根据硫元素守恒结合三氧化硫的量确定二氧化硫的变化量．

解答 解：（1）因从溶液中反应生成气体中混有水蒸气，所以产生的气体首先经过干燥装置Ⅲ，然后再进行二氧化硫气体的催化氧化即经过装置Ⅱ，然后是收集S03，S03的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，所以选择装置Ⅳ进行冷却，使三氧化硫与二氧化硫分离，最后在Ⅴ中吸收未反应的SO2，要制备二氧化硫并检验二氧化硫的性质、收集二氧化硫，依次用到的装置为：Ⅰ气体发生装置，Ⅴ干燥装置，Ⅱ为二氧化硫催化氧化装置，Ⅳ收集装置，Ⅲ尾气吸收装置，所以正确的顺序为：a h i b c f g d；
故答案为：a h i b c f g d；
（2）为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸，
故答案为：先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸；
（3）Ⅱ中发生反应的化学方程式：2SO2+O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3，故答案为：2SO2+O2 $\frac{\underline{催化剂}}{△}$2SO3；
（4）大火加热，生成二氧化硫较快，不能充分反应，则转化率减小，装置IV处是用来冷却三氧化硫气体，使之变成液态或固态，从而收集得到三氧化硫，所以可以在Ⅳ处看到有无色（或白色）晶体（或固体）生成，
故答案为：减小；有无色（或白色）晶体（或固体）生成；
（5）n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸反应生成nmol二氧化硫，当反应结束时，Ⅲ处增重的部分为未反应的二氧化硫，则转化了的二氧化硫的质量为：64n-m，所以实验中SO2的转化率=$\frac{64n-m}{64n}$×100%，
故答案为：$\frac{64n-m}{64n}$×100%．

点评 本题考查物质的性质探究以及转化率的测定，把握实验的原理、物质的性质是解题关键，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
7．下列说法不正确的是（　　）
A．煤的干馏是化学变化
B．煤液化后可以得到甲醇等液体燃料
C．煤中含有苯和甲苯，可以用蒸馏的方法把它们分离出来
D．从萃取分液后溴的四氯化碳溶液中提取溴可以用蒸馏的方法
8．根据图示填空．

（1）1mol A与2mol H2反应生成1mol E，其反应方程式是HOOC-CH=CH-CHO+2H2$→_{△}^{催化剂}$CH2（OH）CH2CH2COOH．
（2）与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是．
（3）B在酸性条件下与Br2反应得到D，D的结构简式是HOOCCHBrCHBrCOOH．
（4）F的结构简式是．由E生成F的反应类型是酯化反应．
5．化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语正确的是（　　）
A．二氧化碳的结构式：O-C-OB．过氧化钠的电子式：
C．丙烷分子的球棍模型：D．Cl-的结构示意图：
12．下列与有机物的结构、性质有关的说法正确的是（　　）
A．C5H12属于烷烃且有2种同分异构体
B．乙烯、氯乙烯、甲苯分子中的所有原子均共平面
C．C4H10与Cl2在光照条件下反应，可生成4种一氯代烃
D．苯分子中不含碳碳双键，所以不能发生加成反应
2．过氧化钙（CaO2）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面．已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2．CaO2工业生产过程如下：
①在NH4Cl溶液中加入Ca（OH）2；
②不断搅拌的同时加入30%H2O2，反应生成CaO2•8H2O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO2•8H2O，再脱水干燥得到CaO2．
（1）第①步反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca（OH）2=2NH3•H2O+CaCl2，第②步反应的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl．
（2）可循环使用的物质是NH4Cl．
（3）检验CaO2•8H2O是否洗净的方法是取少量最后一次洗涤上清液，然后向洗涤液中加入少量硝酸酸化的硝酸银溶液，观察溶液是否产生白色沉淀，如果产生白色沉淀就证明没有洗涤干净，否则洗涤干净．
（4）CaO2•8H2O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是防止过氧化钙和水反应、防止过氧化钙分解．
（5）如图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）．

若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO2的质量分数为$\frac{9V}{14m}$%（用字母表示）．过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有样品质量和完全分解反应后剩余固体质量．
9．用NA表示阿伏加德罗常数的值．下列判断正确的是（　　）
A．18gH2O含有的氢原子数目为NA
B．标准状况下，22.4LCO2含有的分子数目为NA
C．1L1mol•L-1K2SO4溶液中含有的钾离子数目为NA
D．1molH2在O2中完全燃烧转移的电子数目为NA
6．小刚、小红对一久置的NaOH白色粉末的成分进行探究．二位同学都作出以下的猜想：
Ⅰ．①可能是NaOH； ②可能是Na2CO3； ③可能是NaOH与Na2CO3的混合物．做出②③猜想的依据是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O（用化学方程式表示）．
Ⅱ．为了验证①②③猜想，他们分别做了下面的实验．
（1）小刚取少量白色粉末于试管中，再滴加稀HCl，有气泡产生，由此可推出白色粉末中一定含有Na2CO3，可肯定猜想①（填序号）是错误的．
（2）为探究白色粉末是否含有NaOH，小红设计了如图实验方案：
①沉淀B的化学式为CaCO3．
②在操作1中要用到玻璃棒，其作用是搅拌；在操作2中，除要用到铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸、玻璃棒外，还需补充的玻璃仪器是漏斗．
III．①小刚认为小红的这个方案有问题，理由是滴加澄清石灰水引入OH-，干扰NaOH的鉴别．
但只要将上述的澄清石灰水换成过量的CaCl2（填化学式）溶液，就可以证明粉末中还含有NaOH．
②小刚对小红的实验作了正确的改进后进行了实验，实验现象和小红的一致，由此确定猜想③（填序号）是正确的．
③已知小刚取5.0g白色粉末进行试验，生成的沉淀B经过洗涤、干燥、称量，质量为3.0g，则白色固体中NaOH的质量分数为36.4%．（假设白色固体中不含其它杂质）如何判断沉淀B已经洗涤干净？取最后一次的洗涤液，滴入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成，若无则沉淀洗涤干净．
7．若乙酸与乙醇的官能团交换后物质相互反应，生成物为（　　）
A．乙酸乙酯B．甲酸丙酯C．丙酸甲酯D．乙酸甲酯

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