Question

（一）实验室用如图装置制备SO₃并测定SO₂催化氧化为SO₃的转化率。

已知：SO₃熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，假设气体进入装置可以被完全吸收，不考虑空气的影响。

（1）A中使用浓硫酸的质量分数为70%的原因是___，B中浓H₂SO₄的作用是___。

（2）当实验停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，还需要继续通一段时间的氧气，其目的是___。

（3）实验结束后测得装置D增加了ag，装置E中的沉淀洗涤烘干后其质量为bg。则E中的沉淀的化学成分是___（填写化学式），本实验中SO₂转化率为___（用代数式表示，不用化简）。

（二）SO₃溶于浓硫酸后可得到发烟硫酸，工业上把干燥的氯化氢气体通入到发烟硫酸中可以得到HSO₃Cl。HSO₃Cl是一种无色液体，沸点为152℃，有强腐蚀性，遇湿空气产生强烈的白雾。现用图乙所示的装置制取HSO₃Cl（夹持及加热装置略去）。

（1）HSO₃Cl遇湿空气产生强烈的白雾，请结合用化学方程式解释其原因___。

（2）分液漏斗下方接的毛细管，其作用是___；若不用毛细管而直接用分液漏斗注入浓盐酸，可能发生的现象是___。

（3）装置F的作用是___。

Answer

硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太浓，电离出的氢离子浓度减小，反应生成SO2速率变小 ①干燥气体②控制流速，使二氧化硫与氧气的比例约为2：1③使两种气体均匀混合 排尽残留在装置中的SO2与SO3，使其被充分吸收，使测得的结果更准确 BaSO4 ×100% HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴 控制浓盐酸的流量，使其缓慢流入浓硫酸中 液体飞溅（或爆沸） 吸收剩余的气体②防止空气中水分进入E

【解析】

（一）（1）从SO2的溶解性和制取SO2的反应速率方面考虑，使用质量分数为70%的浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2；

（2）保证SO2和SO3的量测定准确；

（3）装置D增加的质量为ag，即生成SO3的质量为ag；装置E中的SO2与硝酸钡溶液反应生成的白色沉淀为BaSO4，其质量为bg，依据质量守恒定律以及转化率= 来计算；

（二）（1）HSO3Cl与湿空气中的水反应产生HCl，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴；

（2）分液漏斗下方接的毛细管可控制盐酸的加入速度，防止盐酸沸腾飞溅；

（3）装置F的作用是尾气处理以及防止空气中的水蒸气进入E中。

（一）（1）硫酸太稀，SO2易溶于水不利于SO2逸出；硫酸太浓，电离出的氢离子浓度比较小，反应生成SO2速率比较慢；

（2）为确保实验的准确度，要保证SO2与SO3的量的测定准确，当停止通入SO2，熄灭酒精灯后，需要继续通入一段时间O2，可以让装置中的SO2和SO3充分被后面的装置吸收；

（3）装置D增加的质量为ag，即生成SO3的质量为ag，n(SO3)==，所以反应中被氧化的SO2的物质的量为，装置E中的SO2与硝酸钡溶液反应生成bg白色沉淀为BaSO4，n(BaSO4)= =，根据S原子守恒，反应后剩余SO2的物质的量为 ，所以SO2的转化率为：×100% ；

（二）（1）HSO3Cl与湿空气中的水蒸气反应，生成HCl，HCl气体在湿空气中形成盐酸小液滴，形成白雾，反应方程式为HSO3Cl+H2O=HCl+H2SO4；

（2）分液漏斗下方接的毛细管，其作用是控制盐酸的加入流量，使产生的HCl气流速率适当稳定；若不用毛细管而直接用分液漏斗注入浓盐酸，浓硫酸稀释放热可能是盐酸沸腾飞溅；

（3）装置F的作用是吸收剩余的气体防止污染环境，防止空气中水分进入E与HSO3Cl反应。