Question

实验室制取SO₂的反应原理为：Na₂SO₃＋H₂SO₄（浓）Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O。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）装置的连接顺序（按气体左右的方向）是____→_____→_____→_____→_______→_____→_____→_____（填各接口的编号）。

（2）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__________________________________________________。

（3）Ⅳ处观察到的现象是___________________________________________。

（4）若II中反应在适当的反应状况下，反应达最大限度以后，下列说法正确的是__________。

A．SO₂浓度必定等于O₂浓度的两倍

B．SO₂、O₂、SO₃的分子数之比是2∶1∶2

C．SO₂与O₂不再化合生成SO₃

D．反应混合物各成分的百分组成不再变化

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

（6）用nmol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，称得III处增重mg，则本实验中SO₂的转化率为______________________。（用n、m表示）

Answer

a h i b c f g d 先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸 有无色（或白色）晶体（或固体）生成 D 减小 1-

【解析】

（1）装置I制取的SO2与O2经干燥后进入装置II，经过催化氧化后得到SO2、O2及生成的SO3的混合气体；为测定SO2与SO3的量，SO3在装置IV中经过冰水冷凝，而SO2将被随后的装置III中的碱液吸收；接口的连接顺序为a h i b c f g d。

（2）SO2的催化氧化是需要在高温下进行的，为提高SO2的转化率，应先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸。

（3）冰水的温度低于SO3的熔点，则在IV处可看到有无色（或白色）晶体（或固体）生成。

（4）反应达最大限度，说明反应达到平衡状态，

A．SO2和O2的浓度与起始加入量和反应转化量有关，两种浓度之间没有关系，A错误；

B．SO2、O2、SO3的分子数与起始加入量和反应转化量有关，三者分子数之间没有关系，B错误；

C．反应达到平衡状态时，反应没有停止，SO2与O2仍然继续化合生成SO3，C错误；

D. 反应达到平衡状态时反应混合物各成分的百分组成不再变化，D正确；

答案选D。

（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，生成SO2的量增多，对于可逆反应2SO2+O22SO3，增大SO2的量，SO2的转化率会减小，氧气的转化率增大。

（6）用nmol Na2SO3粉末与足量浓硫酸反应生成nmolSO2，III处增重m g，是部分转化后剩余SO2的质量，其物质的量为 mol，所以实验中SO2的转化率为(nmol- mol)÷nmol=1-。