Question

用下图装置可以进行测定SO₂转化成SO₃的转化率的实验。已知SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃。已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为：

Na₂SO₃（s）+ H₂SO₄（85%）=Na₂SO₄+ SO₂↑+ H₂O

根据实验需要，应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图A～E装置中选择最适合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是____________、_____________、__________。

(2)从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，首先应采取的操作是_________________。

(3)有一小组在实验中发现，SO₂气体产生缓慢，以致后续实验现象不明显，但又不存在气密性问题，请你推测可能的原因并说明相应的验证方法（写2点）。

①原因____________，验证方法___________________；

②原因____________，验证方法___________________；

(4)将SO₂通入含1.5mol氯酸的溶液中，可生成一种强酸和一种氧化物，若有1.5×6.02×10²³个电子转移时，该反应的化学方程式_______________；

(5)用amolNa₂SO₃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，测得装置Ⅲ增重了bg，则实验中SO₂的转化率为__________％（用含a、b的代数式填写）。

Answer

B A E 加热催化剂 Na2SO3变质 取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl2溶液有白色沉淀生成，则证明该Na2SO3固体变质 不是浓硫酸 用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸 SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2 ×100%（或%）

【解析】

（1）二氧化硫的干燥用浓硫酸，当温度低于16.8℃可以获得三氧化硫的晶体，尾气处理用烧碱溶液；

（2）为保证生成的二氧化硫尽可能的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作；

（3）亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，根据检验亚硫酸钠中硫酸根是否存在来证明结论；亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率很慢；

（4）SO2通入含1.0mol次氯酸的溶液中，根据转移的电子数来确定两种强酸；

（5）根据S元素守恒计算消耗的SO2的物质的量，依据公式计算转化率。

（1）SO2转化成SO3之前必须对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸，SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，当温度低于16.8℃时，三氧化硫以晶体状态存在，二氧化硫、三氧化硫的尾气处理用烧碱溶液吸收，故答案为B、A、E；

（2）为保证生成的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作，保证生成的二氧化硫尽可能的参与反应，故答案为加热催化剂；

（3）影响化学反应速率的因素有：浓度、温度等，亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，硫酸钠和浓硫酸不反应；此外亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率会很慢，故答案为Na2SO3变质；取待测试样于试管中，加适量的蒸馏水配成溶液，滴加足量的稀盐酸，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，则证明该亚硫酸钠已变质；不是浓硫酸；用洁净的玻璃棒沾取待测试样，滴到白纸上，如果不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸；

（4）SO2通入含1.5mol氯酸的溶液中，转移的电子为1.5mol，说明反应中1mol氯酸转移1mol电子，生成ClO2，因此反应的化学方程式为SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2，故答案为SO2+ 2HClO3= H2SO4+ 2ClO2；

（5）根据硫原子守恒，Na2SO3～SO2～SO3，amolNa2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，应产生二氧化硫的质量为64ag，测得装置Ⅲ增重了bg，即为剩余二氧化硫的质量，所以参加反应的二氧化硫的质量为：64ag-bg，二氧化硫的转化率α=×100%=%，故答案为%。