Question

请用下列装置设计一个实验，以测定SO₂转化为SO₃的转化率：

（1）写出I中用70%的硫酸和亚硫酸钠制取二氧化硫的化学方程式        。

（2）这些装置的连接顺序（按气体从左到右的方向）是a→   →   →   →   →   →   →   →d（填各接口的编号）。

（3）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是            。II中发生的化学方程式为       。

（4）Ⅳ处观察到的现象是             。

（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO₂的转化率会        。（填“填大”“不变”或“减小”）

Answer

（1）Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O；（2）h→i→b→c→f→g→d；

（3）先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸；2SO2+O22SO3；

（4）有白色晶体(或固体)生成；

（5）减小。

【解析】

试题分析：（1）由于酸性： H2SO4 >H2SO3，所以70%的浓硫酸与Na2SO3会发生复分解反应，产生SO2气体，反应的化学方程式是：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O；

（2）因从溶液中反应生成气体中混有水蒸气，所以产生的气体首先经过干燥装置Ⅲ，然后再进行二氧化硫气体的催化氧化即经过装置Ⅱ，然后是收集SO3，SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，所以选择装置Ⅳ进行冷却，使三氧化硫与二氧化硫分离，最后在Ⅴ中吸收未反应的SO2，要制备二氧化硫并检验二氧化硫的性质、收集二氧化硫，依次用到的装置为：Ⅰ气体发生装置，Ⅴ干燥装置，Ⅱ为二氧化硫催化氧化装置，Ⅳ收集装置，Ⅲ尾气吸收装置，所以正确的顺序为：a h i b c fg d；

（3）为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸，Ⅱ中SO2被O2催化氧化产生SO3，发生反应的化学方程式：2SO2+O22SO3；

（4）装置IV处是用来冷却三氧化硫气体，使之变成液态或固态，从而收集得到三氧化硫，所以可以在Ⅳ处看到有无色（或白色）晶体（或固体）生成；

（5）大火加热，生成二氧化硫较快，不能充分反应，则SO2的转化率会减小。

【考点定位】考查物质的性质探究以及转化率的测定的知识。

【名师点睛】在实验室是利用复分解反应的规律：强酸制取弱酸，用稀硫酸与亚硫酸盐反应制取SO2气体的，由于该气体容易溶于水，为减小其在溶液的溶解，稀硫酸不能太稀，但是若浓度太大，硫酸的主要存在形式是硫酸分子，就不能发生复分解反应，一般是用70%的硫酸溶液。对于有气体参加的反应，要从制气装置、除杂装置、干燥装置、反应装置、尾气处理等方面分析判断。掌握物质反应的条件、反应特点及物质的性质进行混合物的分离，同时利用平衡移动原理分析外界条件对物质的转化率及产率的影响。