Question

用下圖裝置可以進行測定SO₂轉化成SO₃的轉化率的實驗．已知SO₃的熔點是16，8℃，沸點是445.8℃．已知發生裝置中所涉及反應的化學方程式為：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（98%）═Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑

（1）根據實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置．請從下圖A～E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填入下面的空格中．
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是

B

、

A

、

E（或C）

．

（2）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉化率，實驗中在加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是

先加熱催化劑再滴入濃硫酸

．
（3）將SO₂通入含1.5mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，若有1.5×6.02×10²³個電子轉移時，該反應的化學方程式

SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂

（4）用amolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續通入O₂一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了bg，則實驗中SO₂的轉化率為

1600a-25b

16a

%（用含a、b的代數式填寫）
（5）尾端球形干燥管的作用是

防止空氣中的CO₂及水蒸氣干擾，造成誤差

．

Answer 1

分析：（1）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液進行尾氣處理；
（2）先加熱催化劑再滴入濃硫酸，能保證產生的二氧化硫盡可能多的轉化為三氧化硫；
（3）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合價為+5價，根據轉移的電子數來判斷產物中氯元素的價態；
（4）根據硫原子守恒可以確定二氧化硫的轉化率；
（5）空氣中的CO₂及水蒸氣會干擾測定SO₂轉化成SO₃的轉化率．

解答：解：（1）Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，可以用冰水來獲得三氧化硫；未反應掉的二氧化硫對空氣會產生污染，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液來進行尾氣處理，故答案為：B； A；E（或C）；
（2）為保證產生的二氧化硫盡可能多的轉化為三氧化硫，應先加熱催化劑再滴入濃硫酸，故答案為：先加熱催化劑再滴入濃硫酸；
（3）氯酸具有氧化性，其中氯元素的化合價為+5價，有1.5×6.02×10²³個即1.5mol電子轉移時，1.5mol氯酸中氯元素的化合價應由+5價降到+4價，所以產物中氯元素以二氧化氯的形式存在，二氧化硫被氧化為硫酸，故答案為：SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂；
（4）根據硫原子守恒，Na₂SO₃～SO₂～SO₃，amolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，應產生二氧化硫的質量為64ag，測得裝置Ⅲ增重了bg，即為剩余二氧化硫的質量，所以二氧化硫的轉化率α=

64a-b

64

×100%=

1600a-25b

16a

%，故答案為：

1600a-25b

16a

；
（5）空氣中的CO₂及水蒸氣會干擾測定SO₂轉化成SO₃的轉化率，所以要加一個干燥裝置，故答案為：防止空氣中的CO₂及水蒸氣干擾，造成誤差．

點評：本題是一道有關二氧化硫的制取以及性質的實驗題目，綜合性較強，難度較大．