Question

19．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：

（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是（填各接口的编号）a→h→i→b→c→f→g→d．
（2）实验时甲仪器的作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中；原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗上方压强相等．
（3）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．
（4）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%．

Answer 1

分析 （1）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）甲仪器中橡皮管将分液漏斗与圆底烧瓶相连，使二者压强相等，有利于浓硫酸顺利滴入到烧瓶中；
（3）反应在加热条件下进行，为保证充分反应，应先加热；
（4）生成三氧化硫，经冷却可得到晶体；
（5）二氧化硫的转化率=$\frac{二氧化硫的变化量}{二氧化硫的初始总量}$×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）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）甲仪器中橡皮管将分液漏斗与圆底烧瓶相连，使二者压强相等，有利于浓硫酸顺利滴入到烧瓶中；
故答案为：使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中；维持烧瓶内压强与分液漏斗上方压强相等；
（3）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；          
（4）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：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的转化率为$\frac{64n-m}{64n}$×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．