Question

若用下列裝置設(shè)計一個實驗，以測定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率

（1）這些裝置的連接順序（按氣體左右的方向）是：氣體發(fā)生裝置→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

（填各接口的編號）
（2）為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實驗時，氣體發(fā)生裝置處滴入濃硫酸、處加熱催化劑兩操作的先后順序是

 

（3）處觀察到IV的現(xiàn)象是

 

（4）用n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通入O₂一段時間后，稱Ⅲ處增重mg，則本實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的計算,性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）從除雜、催化氧化、冷卻、吸收未反應(yīng)的SO₂，排除空氣中水及二氧化碳的影響來分析；
（2）先加熱催化劑再滴入濃硫酸，能保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫；
（3）裝置IV處是用來冷卻三氧化硫氣體，使之變成液態(tài)或固態(tài)，從而收集得到三氧化硫；
（4）根據(jù)S元素守恒計算消耗的物質(zhì)的量，可計算轉(zhuǎn)化率．

解答： 解：（1）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，所以產(chǎn)生的氣體首先經(jīng)過干燥裝置Ⅴ，然后再進行二氧化硫氣體的催化氧化即經(jīng)過裝置Ⅱ，然后是收集S0₃，S0₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，所以選擇裝置Ⅳ進行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，最后在Ⅲ中吸收未反應(yīng)的SO₂，故答案為：h；i；b；c；f；g；d；
（2）為保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先先加熱V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸，故答案為：先加熱V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸；
（3）裝置IV處是用來冷卻三氧化硫氣體，使之變成液態(tài)或固態(tài)，從而收集得到三氧化硫，所以可以在Ⅳ處看到有無色（或白色）晶體（或固體）生成，故答案為：有無色（或白色）晶體（或固體）生成；
（4）n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應(yīng)生成nmol二氧化硫，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時，Ⅲ處增重的部分為未反應(yīng)的二氧化硫，則轉(zhuǎn)化了的二氧化硫的質(zhì)量為：64n-m，所以實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

64n-m

64n

×100%，故答案為：

64n-m

64n

×100%．

點評：本題考查了反應(yīng)裝置的連接、反應(yīng)條件的控制、化學(xué)方程式的計算，有一定的統(tǒng)合性，難度中等．