Question

（2011?商丘二模）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44.8℃．已知發生裝置中所涉及反應的化學方程式為：
Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（80%）Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O（注：80%H₂SO₄具有濃硫酸的特性）

（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～D裝置中選擇最合適的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

、

D

．

（2）在實驗中“加熱催化劑”與“滴加濃硫酸”的操作，首先應采取的操作是

加熱催化劑

．
（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．
①原因

Na₂SO₃變質

．驗證方法

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

．
②原因

硫酸濃度較低

．驗證方法

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）將足量SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，有1.204×10²⁴個電子轉移，生成兩種強酸，該反應的化學方程式為

SO₂+H₂O+HClO═HCl+H₂SO₄

．
（5）用25.2gNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續通入O₂一段時間將反應產生的SO₂全部排出，測得裝置Ⅲ增重了3.2g，則SO₂的轉化率為

75%

．

Answer 1

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．

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、D；
（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：加熱催化劑；
（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，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；硫酸濃度較低；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25.2gNa₂SO₃（即0.2mol）會生成二氧化硫0.2mol，裝置Ⅲ增重了3.2g，說明剩余的二氧化硫為3.2g（即0.05mol），所以二氧化硫的轉化率=

0.2mol-0.05mol

0.2mol

×100%=75%，故答案為：75%．

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．