Question

實(shí)驗(yàn)室制取SO₂的反應(yīng)原理為：Na₂SO₃+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
Ⅰ．甲研究性學(xué)習(xí)小組請用下列裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以測定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率：

（1）這些裝置的連接順序（按氣體左右的方向）是

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

（填各接口的編號）．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)甲儀器的作用與原理是

 

．
（3）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)時(shí)Ⅰ處滴入濃硫酸與Ⅱ處加熱催化劑的先后順序是

 

．
（4）Ⅳ處觀察到的現(xiàn)象是

 

．
（5）在Ⅰ處用大火加熱燒瓶時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率會

 

（填“增大”“不變”或“減小”）．
（6）用n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，繼續(xù)通入O₂一段時(shí)間后，稱得Ⅲ處增重m g，則本實(shí)驗(yàn)中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

 

．
Ⅱ．乙研究性學(xué)習(xí)小組，利用固體Na₂SO₃與中等濃度的H₂SO₄反應(yīng)，制備SO₂氣體并進(jìn)行有關(guān)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)．除固體Na₂SO₃和中等濃度的H₂SO₄外，可供選擇的試劑還有：
①溴水 ②濃H₂SO₄③品紅試液  ④紫色石蕊試液  ⑤澄清石灰水  ⑥NaOH溶液
回答下列問題：
（1）欲驗(yàn)證SO₂的漂白作用，應(yīng)將SO₂氣體通入

 

中（填物質(zhì)編號），觀察到的現(xiàn)象是

 

；
（2）欲驗(yàn)證SO₂的還原性，應(yīng)將SO₂氣體通入

 

中（填物質(zhì)編號），觀察到的現(xiàn)象是

 

；
（3）為說明SO₂的氧化性，通常利用的反應(yīng)是

 

；
（4）為防止多余的SO₂氣體污染環(huán)境，應(yīng)將尾氣通入

 

中（填物質(zhì)編號），反應(yīng)離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：Ⅰ．（1）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，所以產(chǎn)生的氣體首先經(jīng)過干燥裝置Ⅴ，然后再進(jìn)行二氧化硫氣體的催化氧化即經(jīng)過裝置Ⅱ，然后是收集S0₃，S0₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃，所以選擇裝置Ⅳ進(jìn)行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，最后在Ⅲ中吸收未反應(yīng)的SO₂；
（2）甲可使分液漏斗與圓底燒瓶壓強(qiáng)一致；
（3）反應(yīng)在加熱條件下進(jìn)行，為保證充分反應(yīng)，應(yīng)先加熱；
（4）如生成三氧化硫，經(jīng)冷卻可得到晶體；
（5）大火加熱，生成二氧化硫較快，不能充分反應(yīng)；
（6）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

二氧化硫的變化量

二氧化硫的初始總量

×100%，根據(jù)硫元素守恒結(jié)合三氧化硫的量確定二氧化硫的變化量；
Ⅱ．（1）根據(jù)SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色；
（2）根據(jù)SO₂具有還原性，能被溴水中溴氧化而使溶液褪色；
（3）根據(jù)SO₂具有氧化性，能與硫化氫反應(yīng)生成單質(zhì)硫沉淀；
（4）根據(jù)二氧化硫有毒，是酸性氧化物，能與堿反應(yīng)．

解答： 解：Ⅰ．（1）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，所以產(chǎn)生的氣體首先經(jīng)過干燥裝置Ⅴ，然后再進(jìn)行二氧化硫氣體的催化氧化即經(jīng)過裝置Ⅱ，然后是收集S0₃，S0₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃，所以選擇裝置Ⅳ進(jìn)行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，最后在Ⅲ中吸收未反應(yīng)的SO₂，連接順序?yàn)閍→h→i→b→c→f→g→d，
故答案為：a；h；i；b；c；f；g；d；
（2）甲可使分液漏斗與圓底燒瓶壓強(qiáng)一致，有利于液體順利流出，故答案為：作用是使?jié)饬蛩崮茼樌�地滴入燒瓶中；原理是維持燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)與分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)相等；
（3）為保證產(chǎn)生的二氧化硫盡可能多的轉(zhuǎn)化為三氧化硫，應(yīng)先加熱V₂O₅，后緩緩滴入濃硫酸，故答案為：先加熱，后緩緩滴入濃硫酸；
（4）裝置IV處是用來冷卻三氧化硫氣體，使之變成液態(tài)或固態(tài)，從而收集得到三氧化硫，所以可以在Ⅳ處看到有無色（或白色）晶體（或固體）生成，
故答案為：有無色（或白色）晶體（或固體）生成；
（5）大火加熱，生成二氧化硫較快，不能充分反應(yīng)，則轉(zhuǎn)化率減小，故答案為：減小；
（6）n mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應(yīng)生成nmol二氧化硫，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，Ⅲ處增重的部分為未反應(yīng)的二氧化硫，則轉(zhuǎn)化了的二氧化硫的質(zhì)量為：64n-m，所以實(shí)驗(yàn)中SO₂的轉(zhuǎn)化率為

64n-m

64n

×100%，故答案為：

64n-m

64n

×100%；
Ⅱ．（1）SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，欲驗(yàn)證SO₂的漂白作用，應(yīng)將SO₂氣體通入品紅溶液，溶液紅色褪去，故答案為：③；品紅溶液紅色褪色；
（2）SO₂具有還原性，能被溴水中溴氧化而使溶液褪色，欲驗(yàn)證SO₂的還原性，應(yīng)將SO₂氣體通入溴水中，溶液褪色，故答案為：①；溴水橙色褪去；
（3）SO₂具有氧化性，能與硫化氫反應(yīng)生成單質(zhì)硫沉淀，欲驗(yàn)證SO₂的氧化性，應(yīng)將SO₂氣體通入H₂S溶液生成淡黃色的硫沉淀，方程式為：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O；
故答案為：SO₂+2H₂S=3S↓+2H₂O；
（4）二氧化硫有毒，是酸性氧化物，能與堿反應(yīng)，為防止多余的SO₂氣體污染環(huán)境，應(yīng)將尾氣通入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)2NaOH+SO₂═Na₂SO₃+H₂O，離子方程式為2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O，故答案為：⑥；2OH^-+SO₂═SO₃^2-+H₂O．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的性質(zhì)探究以及轉(zhuǎn)化率的測定，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，本題注意把握實(shí)驗(yàn)的原理，為解答該題的關(guān)鍵，難度不大．