Question

用下图装置可以进行测定SO₂转化成SO₃的转化率的实验．已知SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃．已知发生装置中所涉及反应的化学方程式为：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）→Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑

（1）根据实验需要，应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置．请从下图A～E装置中选择最适合装置并将其序号填入下面的空格中．
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接的装置分别是______、______、______．

（2）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验中在：①加热催化剂；②滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作是先______后______（填编号）．在制取SO₃的过程中，若温度过高，SO₂的转化率会______（填“升高”、“不变”或“降低”）．
（3）有一小组在实验中发现，SO₂气体产生缓慢，以致后续实验现象不明显，但又不存在气密性问题，请你根据以下推测的原因说明相应的验证方法．
①Na₂SO₃已变质．验证方法______．
②甲中用稀H₂SO₄代替浓H₂SO₄．验证方法______．
（4）用a mol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，测得装置Ⅲ增重了b g，则实验中SO₂的转化率为______%（用含a、b的代数式填写）．

Answer 1

解；（1）Ⅰ装置必须要对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体；SO₃的熔点是16，8℃，可以用冰水冷却来获得三氧化硫；未反应掉的二氧化硫对空气会产生污染，可以用碱石灰或者氢氧化钠溶液来进行尾气处理，故答案为：B； A；E（或C）；
（2）为保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再滴入浓硫酸；SO₂转化成SO₃的过程为放热，升高平衡向逆向移动，转化率SO₂的转化率会降低，
故答案为：①；②；降低；
（3）①Na₂SO₃变质变成Na₂SO₄，所以取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，则证明该Na₂SO₃固体变质，
故答案为：取待测试样于试管中，加适量蒸馏水配成溶液，先滴入足量稀盐酸，再滴入BaCl₂溶液有白色沉淀生成，则证明该Na₂SO₃固体变质；
②用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸，故答案为：用洁净玻璃棒蘸取待测试样，涂白纸不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸；
（4）根据硫原子守恒，Na₂SO₃～SO₂～SO₃，amolNa₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，应产生二氧化硫的质量为64ag，测得装置Ⅲ增重了bg，即为剩余二氧化硫的质量，所以参加反应的二氧化硫的物质的量为：64ag-bg转化率α=×100%=%，故答案为：．
分析：（1）可以用浓硫酸来干燥二氧化硫气体；SO₃的熔点是16，8℃，较低，可以用冰水来获得三氧化硫，可以用碱石灰或者氢氧化钠溶液进行尾气处理；
（2）先加热催化剂再滴入浓硫酸，能保证产生的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫；根据温度升高平衡向吸热的方向移动；
（3）①根据Na₂SO₃变质变成Na₂SO₄，依据硫酸根离子的方法可检验是否变质；
②根据浓硫酸具有脱水性，而稀硫酸无此性质；
（5）根据S元素守恒计算消耗的SO₂的物质的量，依据公式计算转化率．
点评：本题主要考查了二氧化硫的性质、计算以及离子的检验等知识，综合性较强，难度较大，考查学生分析和解决问题的能力．