Question

【題目】在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。查閱資料知SO3的熔點為16.83℃，沸點是44.8℃。某化學學習小組欲通過實驗測定上述反應中SO2的轉化率，他們設計了如下實驗。

請根據(jù)要求回答問題：

（1）各裝置接口的連接順序是a→__。

（2）裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水的作用是__。

（3）裝置Ⅰ所用硫酸，一般選用濃度為70%～80%的硫酸，原因是__。

（4）當裝置Ⅰ中反應結束時，要打開止水夾繼續(xù)通入O2一段時間，繼續(xù)通入O2的目的是__。

（5）稱量agNa2SO3粉末與足量硫酸反應，實驗結束后稱得裝置Ⅳ增重bg，列式表示該實驗中SO2的轉化率__。

Answer 1

【答案】h→i→b→c→f→g→d→e 使SO3冷凝以便從氣相中分離出來 硫酸濃度過大時主要以分子形式存在，反應較慢；硫酸濃度過小時生成的SO2會部分溶解在稀硫酸中 將裝置中的SO2全部趕入裝置Ⅱ中發(fā)生反應，將SO3全部趕入裝置Ⅳ中冷凝為固體，提高測量SO2轉化率的準確性

【解析】

（1）裝置Ⅰ的作用是制取SO2并與O2混合，裝置Ⅱ中發(fā)生SO2的催化氧化反應，裝置Ⅲ的作用是吸收尾氣，裝置Ⅳ中收集SO3，裝置Ⅴ的作用是干燥氣體；

（2）SO3的熔點較低，可通過冷凝分離；

（3）根據(jù)反應原理為強酸制弱酸，且SO2在水中溶解度較大分析；

（4）反應結束后，裝置中會殘留一部分的SO2氣體；

（5）根據(jù)S元素守恒進行計算。

（1）該裝置連接基本順序為：制取SO2并與O2混合裝置→干燥SO2、O2裝置→制取SO3裝置→吸收SO3裝置→尾氣處理裝置，因此裝置接口的連接順序是：a→h→i→b→c→f→g→d→e；

（2）根據(jù)SO3的熔沸點知，裝置Ⅳ燒杯中盛放冰水可使SO3冷凝以便從氣相中分離出來；

（3）硫酸濃度過大時硫酸主要以分子形式存在，難以電離出氫離子，反應較慢；硫酸濃度過小時，反應生成的SO2會部分溶解在稀硫酸中，均會導致實驗存在誤差；

（4）反應過程中裝置Ⅰ中會殘留SO2，裝置Ⅱ中會殘留SO3，反應結束后，繼續(xù)通入氧氣一段時間，可以將裝置中的SO2全部趕入裝置Ⅱ中發(fā)生反應，將SO3全部趕入裝置Ⅳ中冷凝為固體，避免影響SO2轉化率的測定；

（5）假設Na2SO3全部反應生成SO2，且無SO2氣體進入尾氣吸收裝置，根據(jù)S元素守恒可知，完全轉化時，理論生成SO3的質量為，故該實驗中SO2的轉化率為。