题目内容

用如图1-3所示装置可进行测定SO2转化为SO3的转化率的实验。

图1-3

图1-4

(1)根据实验的需要,(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)处应连接合适的装置,从图1-4的A、B、C、D、E中选择合适的装置,将其序号填入以下空格内。(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)所处连接的装置分别为____________________,____________________,____________________。

(2)实验时,浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中,甲仪器起作用的原理是____________________。

(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时,在加热与滴加浓硫酸过程中,应采用的操作是____________________。

(4)用在火加热烧瓶时,SO2的转化率会____________________(填“提高”“不变”或“降低”)。

(5)用a mol粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束后,继续通入O2一段时间后,称得装置(Ⅲ)增重b g,则本实验中SO2的转化率为____________________。

思路解析:这是一道综合性的实验题,以工业制硫酸中最重要的步骤,即SO2转化为SO3为主线考查我们的实验基本知识,又加深了我们对提高工业制硫酸转化率问题的认识。对图中从左到右按顺序看:先制得SO2,甲中的仪器主要是使烧杯内的气压与外界大气压一致,便于液体能顺利流下。(Ⅰ)将生成的SO2进行干燥,然后通过V2O5作为催化剂加热后得到SO3,由于SO3的熔点为40.8 ℃,(Ⅱ)中通过冰水冷却可得到无色固体。SO2转化为SO3是一个可逆反应,转化率不可能是100%,对尾气不能直接排空,应用E中的碱液吸收。SO2氧化成SO3的反应特点是一个气体总体积缩小的放热反应,温度升高化学平衡向反应物的方向移动,不利于SO3的生成。若(Ⅲ)装置增重b g,这部分增加的质量即为未反应的SO2的质量,而a mol粉末所生成的SO2的总质量为64a,用转化率的计算公式(转化率=×100%)得出结果。

    对于SO2转化为SO3可逆反应的特点和整个反应的过程有个大体的了解,要熟悉影响化学平衡移动的几个重要因素。同时特别注意有很多对空气产生污染的气体,如Cl2、SO2、CO等气体,必须有尾气吸收装置。

答案:(1)B  A  E  (2)维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等 

(3)先加热V2O5,后慢慢滴加浓硫酸  (4)降低  (5)(64a-b)/64a×100%

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