Question

測定生成SO₃的轉化率可以用下圖裝置，裝置中燒瓶內發(fā)生的化學反應方程式為：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑（已知SO₃的熔點是16.8^oC，沸點是44.8^oC）

（1）裝置中甲管的作用是__________________。
（2）根據實驗需要，應該在I、II、III、IV處連接合適的裝置，請從下圖A?E裝置中選擇最適合裝置并將其序號填至下面的空格中，每個裝置不重復使用。
I、 II、III、IV處連接的裝置分別是                          。

（3）為使SO₂有較高的轉化率，實驗中加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是____________ ,若用大火加熱燒瓶時，SO₂的轉化率會____________ (填“升高”、“不變”或“降低”)。
（4）有一小組在實驗中發(fā)現(xiàn)，SO₂氣體產生緩慢，以致后續(xù)實驗現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你推測可能的原因（可以不填滿）①原因：______    ②原因 ：______     ③原因：______
（5）將SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強酸和一種氧化物，并有6.02×10²³個電子轉移，則該反應的化學方程式為                    
（6）用n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續(xù)通入O₂一段時間后，測得裝置IV增重了 mg，則實驗中SO₂的轉化率為         。(用含m、n的代數式填寫）

Answer 1

（1）讓硫酸順利流下。（意思對，或答保持分液漏斗和燒瓶內壓強相等也給分）
（2）BEAC
（3）先加熱催化劑再加濃硫酸       降低
（4）①Na₂SO₃變質（ 分），②濃硫酸的濃度不夠（其他合理答案均給分）
（5）SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂
（6）(64n-m)/64n×100％（其他合理答案均給分）

試題分析：（1）橡膠管的作用是平衡壓強，使液體順利流下。（2）生成的二氧化硫氣體通過濃硫酸干燥后通過五氧化二礬催化劑發(fā)生反應，然后將混合氣體通過冰冷凝三氧化硫，二氧化硫被堿石灰吸收。（3）為提高二氧化硫轉化率，催化劑應預先加熱，使生成的二氧化硫立即與氧氣發(fā)生反應；若大火加熱，二氧化硫反應不完全，轉化率低。（4）亞硫酸鈉與85%硫酸反應生成二氧化硫，隨著反應進行，硫酸濃度變稀，導致后續(xù)現(xiàn)象不明顯；也可能亞硫酸鈉部分變質為硫酸鈉導致二氧化硫氣體產生緩慢。（5）二氧化硫通過含1molHClO₃溶液，轉移1mol電子，說明HClO₃還原產物為ClO₂，所以二氧化硫被氧化為硫酸。（6）nmolNa₂SO₃與足量濃硫酸生成nmolSO₂，裝置IV增重mg說明未反應的SO₂為m/64mol，所以二氧化硫轉化率為(64n-m)/64n。
點評：本題實驗原理是二氧化硫與氧氣催化氧化生成三氧化硫，二氧化硫由亞硫酸鈉與濃硫酸反應得到，最好再增加一個提供氧氣的裝置更好，因系統(tǒng)中氧氣畢竟有限。