Question

用下圖裝置可以進行測定SO₂轉化成SO₃的轉化率的實驗．已知SO₃的熔點是16.8℃，沸點是44.8℃．已知發生裝置中所涉及反應的化學方程式為：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）→Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑

（1）根據實驗需要，應該在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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入下面的空格中．
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處連接的裝置分別是______、______、______．

（2）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉化率，實驗中在：①加熱催化劑；②滴加濃硫酸的順序中，應采取的操作是先______后______（填編號）．在制取SO₃的過程中，若溫度過高，SO₂的轉化率會______（填“升高”、“不變”或“降低”）．
（3）有一小組在實驗中發現，SO₂氣體產生緩慢，以致后續實驗現象不明顯，但又不存在氣密性問題，請你根據以下推測的原因說明相應的驗證方法．
①Na₂SO₃已變質．驗證方法______．
②甲中用稀H₂SO₄代替濃H₂SO₄．驗證方法______．
（4）用a mol Na₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，繼續通入O₂一段時間后，測得裝置Ⅲ增重了b g，則實驗中SO₂的轉化率為______%（用含a、b的代數式填寫）．

Answer 1

解；（1）Ⅰ裝置必須要對二氧化硫進行干燥，可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，可以用冰水冷卻來獲得三氧化硫；未反應掉的二氧化硫對空氣會產生污染，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液來進行尾氣處理，故答案為：B； A；E（或C）；
（2）為保證產生的二氧化硫盡可能多的轉化為三氧化硫，應先加熱催化劑再滴入濃硫酸；SO₂轉化成SO₃的過程為放熱，升高平衡向逆向移動，轉化率SO₂的轉化率會降低，
故答案為：①；②；降低；
（3）①Na₂SO₃變質變成Na₂SO₄，所以取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃固體變質，
故答案為：取待測試樣于試管中，加適量蒸餾水配成溶液，先滴入足量稀鹽酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，則證明該Na₂SO₃固體變質；
②用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸，故答案為：用潔凈玻璃棒蘸取待測試樣，涂白紙不變黑，則證明該溶液不是濃硫酸；
（4）根據硫原子守恒，Na₂SO₃～SO₂～SO₃，amolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當反應結束時，應產生二氧化硫的質量為64ag，測得裝置Ⅲ增重了bg，即為剩余二氧化硫的質量，所以參加反應的二氧化硫的物質的量為：64ag-bg轉化率α=×100%=%，故答案為：．
分析：（1）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點是16，8℃，較低，可以用冰水來獲得三氧化硫，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液進行尾氣處理；
（2）先加熱催化劑再滴入濃硫酸，能保證產生的二氧化硫盡可能多的轉化為三氧化硫；根據溫度升高平衡向吸熱的方向移動；
（3）①根據Na₂SO₃變質變成Na₂SO₄，依據硫酸根離子的方法可檢驗是否變質；
②根據濃硫酸具有脫水性，而稀硫酸無此性質；
（5）根據S元素守恒計算消耗的SO₂的物質的量，依據公式計算轉化率．
點評：本題主要考查了二氧化硫的性質、計算以及離子的檢驗等知識，綜合性較強，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．