Question

用如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44.8℃．已知發生裝置中所涉及反應的化學方程式為：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O

（1）根據實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接合適的裝置．請從圖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    、    、    ．

（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，首先應采取的操作是    ．
（3）有一小組在實驗中發現，SO₂氣體產生緩慢，以致后續實驗現象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你推測可能的原因并說明相應的驗證方法（可以不填滿）．
①原因    ，驗證方法    ；
②原因    ，驗證方法    ；
③原因    ，驗證方法    ．
（4）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    ．
（5）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    %（用含a、b的代數式填寫）

Answer 1

【答案】分析：（1）二氧化硫的干燥用濃硫酸，當溫度低于16.8℃可以獲得三氧化硫的晶體，尾氣處理用燒堿溶液；
（2）為保證生成的二氧化硫盡可能的轉化為三氧化硫，應先加熱催化劑再進行滴加濃硫酸操作；
（3）亞硫酸鈉變質會生成硫酸鈉，根據檢驗亞硫酸鈉中硫酸根是否存在來證明結論；亞硫酸鈉和稀硫酸反應產生的二氧化硫速率很慢；
（4）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，根據轉移的電子數來確定兩種強酸；
（5）根據S元素守恒計算消耗的物質的量，可計算轉化率．
解答：解：（1）SO₂轉化成SO₃之前必須對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸，SO₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃，當溫度低于 16.8℃時，三氧化硫以晶體狀態存在，二氧化硫、三氧化硫的尾氣處理用燒堿溶液吸收，故答案為：B；A；E；
（2）為保證生成的二氧化硫盡可能多的轉化為三氧化硫，應先加熱催化劑再進行滴加濃硫酸操作，保證生成的二氧化硫盡可能的參與反應，故答案為：先加熱催化劑再滴入濃硫酸；
（3）影像化學反應速率的因素有：濃度、溫度等，亞硫酸鈉變質會生成硫酸鈉，硫酸鈉和濃硫酸不反應；此外亞硫酸鈉和稀硫酸反應產生的二氧化硫速率會很慢，可能的原因是Na₂SO₃變質或不是濃硫酸；可通過取待測試樣于試管中，加適量的蒸餾水配成溶液，滴加足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，則證明該亞硫酸鈉已變質或者用潔凈的玻璃棒沾取待測試樣，滴到白紙上，如果不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸，
故答案為：Na₂SO₃變質；取待測試樣于試管中，加適量的蒸餾水配成溶液，滴加足量的稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液，如果有白色沉淀生成，則證明該亞硫酸鈉已變質；不是濃硫酸；用潔凈的玻璃棒沾取待測試樣，滴到白紙上，如果不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；
（4）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，轉移的電子為2mol，所以是1molSO₂和1mol次氯酸反應生成鹽酸和硫酸，
故答案為：SO₂+H₂O+HClO═HCl+H₂SO₄；
（5）根據元素守恒Na₂SO₃～SO₂，則amol會生成二氧化硫amol，裝置Ⅲ增重了bg，說明剩余的二氧化硫為bg
（即=mol），所以二氧化硫的轉化率==%，
故答案為：%（或者%）．
點評：本題主要考查了二氧化硫的性質以及離子的檢驗等知識，綜合性較強，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．