Question

9．實驗室可用如圖裝置合成SO₃（SO₃為無色易揮發的固體，熔點16.8℃，沸點44.8℃）；試回答：

（1）裝置B中的黑色固體是：二氧化錳，該物質在反應中所起的作用是催化劑；該反應的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）裝置C的作用：①干燥氣體；②觀察氣體流速是二氧化硫和氧氣以最佳比混合；③使氣體混合均勻．
（3）A處反應的化學方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O   D處反應的化學方程式：2SO2+O2$?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3
（4）E中冰水混合物的作用是使SO₃冷卻成固體．

Answer 1

分析 裝置A為紅色銅和濃硫酸加熱反應生成硫酸銅、二氧化硫和水，裝置B是過氧化氫在黑色固體二氧化錳催化劑作用下分解生成水和氧氣，二氧化硫和氧氣按照一定比例通過裝置C除去氣體中的水蒸氣，進入裝置D在V₂O₅作用下發生氧化還原反應生成三氧化硫，三氧化硫在裝置E中冰水冷卻使三氧化硫變化為固體，剩余氣體通入裝置F吸收，避免污染空氣，
（1）裝置B中黑色固體為二氧化錳是催化劑，在二氧化錳作用下使過氧化氫分解生成水和氧氣；
（2）裝置C中的濃硫酸吸收氣體中的水蒸氣，起到干燥氣體的作用，同時可以觀察二氧化硫和氧氣的流速控制最佳比例，使氣體混合均勻；
（3）A處銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫的反應，D處是二氧化硫的催化氧化反應生成三氧化硫；
（4）三氧化硫在溫度低的條件下變化為固體，分離出三氧化硫．

解答 解：（1）裝置B中黑色固體為二氧化錳是催化劑，在二氧化錳作用下使過氧化氫分解生成水和氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）裝置C中的濃硫酸吸收氣體中的水蒸氣，起到干燥氣體的作用，同時可以觀察二氧化硫和氧氣冒出的氣泡控制氣體流速的最佳比例，使氣體混合均勻，
故答案為：干燥氣體、觀察氣體流速是二氧化硫和氧氣以最佳比混合、使氣體混合均勻；
（3）A處銅和濃硫酸加熱反應生成二氧化硫的反應，反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，D處是二氧化硫的催化氧化反應生成三氧化硫，反應的化學方程式為：2SO2+O2$?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，2SO2+O2$?_{△}^{V_{2}O_{5}}$2SO3；
（4）三氧化硫在溫度低的條件下變化為固體，分離出三氧化硫，E中冰水混合物的作用是使SO₃冷卻成固體，
故答案為：使SO₃冷卻成固體．

點評 本題考查了物質制備的實驗過程分析判斷，二氧化硫、三氧化硫的制備方法和實驗設計，注意試劑的選擇和作用分析，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．