Question

【題目】在一定條作下，二氧化硫和氧氣發生如下反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0。查閱資料知SO3的熔點為16.83℃，沸點是448℃。某化學學習小組欲通過實驗測定上述反應中SO2的轉化率，他們設計了如下實驗。

請根據要求回答問題：

(1)各裝置接口的連接順序是a→_________________。

(2)裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水的作用是_____________________。

(3)裝置Ⅰ所用硫酸，一般選用濃度為70%～80%的硫酸，原因是_________________。

(4)當裝置Ⅰ中反應結束時，要打開止水夾繼續通入O2一段時間，繼續通入O2的目的是_______。

(5)稱量agNa2SO3粉末與足量硫酸反應，實驗結束后稱得裝置Ⅳ增重bg，列式表示該實驗中SO2的轉化率__________________。

Answer 1

【答案】h→i→b→c→f→g→d→e 使SO3冷凝以便從氣相中分離出來 硫酸濃度過大時主要以分子形式存在，反應較慢；硫酸濃度過小時生成的SO2會部分溶解在稀硫酸中 將裝置中的SO2全部趕入裝置II中發生反應，將SO3全部趕入裝置IV中冷凝為固體 ×100%

【解析】

（1）Ⅰ是制備二氧化硫的，Ⅱ是氧化二氧化硫的，IV是收集三氧化硫，III是吸收尾氣的，為測定SO2轉化為SO3的轉化率，儀器的連接順序是a→h→i→b→c→f→g→d→e。(2)由于SO3的熔點為16.83℃，沸點是448℃，所以裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水的作用是使SO3冷凝以便從氣相中分離出來；（3）由于硫酸濃度過大時主要以分子形式存在，反應較慢；硫酸濃度過小時生成的SO2會部分溶解在稀硫酸中，故制備二氧化硫氣體時常用一般選用濃度為70%～80%的硫酸與亞硫酸鈉固體加熱反應； (4)當裝置Ⅰ中反應結束時，繼續通入O2一段時間，目的是將裝置中的SO2全部轉移到裝置II中發生反應，將SO3全部轉移到裝置IV中冷凝為固體，提高測量SO2轉化率的準確性；(5)稱量agNa2SO3粉末與足量硫酸反應，實驗結束后稱得裝置Ⅳ增重bg，由硫元素守恒可知，SO2的轉化率==bg/80g/mol÷(ag/126g/mol)=63b/40a×100%。