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11.实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O.请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:

(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是a→h→i→b→
c→f→g→d(填各接口的编号).
(2)实验时甲仪器橡胶支管的作用与原理是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;维持烧瓶内压强与分液漏斗上方压强相等.
(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸.
(4)Ⅳ处观察到的现象是有无色(或白色)晶体(或固体)生成.
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会减小(填“增大”“不变”或“减小”).
(6)用n 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,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为$\frac{64n-m}{64n}$×100%.

分析 (1)因从溶液中反应生成气体中混有水蒸气,所以产生的气体首先经过干燥装置Ⅲ,然后再进行二氧化硫气体的催化氧化即经过装置Ⅱ,然后是收集S03,S03的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃,所以选择装置Ⅳ进行冷却,使三氧化硫与二氧化硫分离,最后在Ⅴ中吸收未反应的SO2,依据各装置作用排序:装置Ⅰ为气体发生装置,装置Ⅱ为二氧化硫催化氧化装置,装置Ⅲ为尾气吸收装置,装置Ⅳ为收集装置,装置Ⅴ干燥装置;
(2)甲仪器中橡皮管将分液漏斗与圆底烧瓶相连,使二者压强相等,有利于浓硫酸顺利滴入到烧瓶中;
(3)反应在加热条件下进行,为保证充分反应,应先加热;
(4)生成三氧化硫,经冷却可得到晶体;
(5)大火加热,生成二氧化硫较快,不能充分反应;
(6)二氧化硫的转化率=$\frac{二氧化硫变化量}{二氧化硫起始量}$×100%,根据硫元素守恒结合三氧化硫的量确定二氧化硫的变化量;

解答 解:(1)因从溶液中反应生成气体中混有水蒸气,所以产生的气体首先经过干燥装置Ⅲ,然后再进行二氧化硫气体的催化氧化即经过装置Ⅱ,然后是收集S03,S03的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃,所以选择装置Ⅳ进行冷却,使三氧化硫与二氧化硫分离,最后在Ⅴ中吸收未反应的SO2,要制备二氧化硫并检验二氧化硫的性质、收集二氧化硫,依次用到的装置为:Ⅰ气体发生装置,Ⅴ干燥装置,Ⅱ为二氧化硫催化氧化装置,Ⅳ收集装置,Ⅲ尾气吸收装置,所以正确的顺序为:a h i b c f g d;
故答案为:a h i b c f g d;
(2)甲仪器中橡皮管将分液漏斗与圆底烧瓶相连,使二者压强相等,有利于浓硫酸顺利滴入到烧瓶中;
故答案为:使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;维持烧瓶内压强与分液漏斗上方压强相等;
(3)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V2O5,后缓缓滴入浓硫酸,
故答案为:先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸;
(4)装置IV处是用来冷却三氧化硫气体,使之变成液态或固态,从而收集得到三氧化硫,所以可以在Ⅳ处看到有无色(或白色)晶体(或固体)生成,
故答案为:有无色(或白色)晶体(或固体)生成;
(5)大火加热,生成二氧化硫较快,不能充分反应,则转化率减小,故答案为:减小;
(6)n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸反应生成nmol二氧化硫,当反应结束时,Ⅲ处增重的部分为未反应的二氧化硫,则转化了的二氧化硫的质量为:64n-m,所以实验中SO2的转化率为$\frac{64n-m}{64n}$×100%,
故答案为:$\frac{64n-m}{64n}$×100%.

点评 本题考查物质的性质探究以及转化率的测定,把握实验的原理、物质的性质是解题关键,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,题目难度中等.

练习册系列答案
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C.所有的有机化合物都易燃烧
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2.我国拟大力推广使用氢氧燃料电池的公共汽车.某种以质量分数为30%的KOH溶液为电解质的氢氧燃料电池在使用时的电极反应如下:2H2+4OH--4e-═4H2O   O2+2H2O+4e-═4OH-,下列有关该氢氧燃料电池的说法中,正确的是(  )
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19.下列结论正确的是(  )
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16.如图为铜铁原电池示意图,下列有关说法正确的是(  )
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3.由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池,A是正极,则下列推断正确的是(  )
A.A电极上发生的电极反应是还原反应
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20.[实验一]过氧化钙(CaO2)常用作种子消毒剂、药物制造、油脂漂白及高温氧化剂,还可以作为鱼池增氧剂.
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[实验二]向一定量的过氧化钠固体中通入足量SO2,取反应后的固体进行实验探究,以证明过氧化物与SO2反应的特点.
【提出假设】:
假设1:反应后固体中只有Na2SO3,SO2未氧化;
假设2:反应后固体中只有Na2SO4,SO2完全氧化;
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1.氨可用于制取氨水、液氮、氮肥(尿素、碳铵等)、硝酸、铵盐、纯碱等,因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中,是重要的化工产品.
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(2)已知N2(g)+3H2?2NH3(g)△H=-94.4kJ•mol-1,恒容时,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示.

①25min时采取的措施是将NH3从反应体系中分离出去.
②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有高压、原料气循环利用等.
(3)①CO可使合成氨的催化剂中毒而失去活性,因此工业上常用乙酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气体中的CO,反应原理:[Cu(NH32CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH33]CH3COO•CO(l)△H<0,吸收后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后可再生而恢复其吸收CO的能力,则再生的适宜条件是B.(填字母序号).
A.高温、高压       B.高温、低压        C.低温、低压        D.低温、高压
②在一恒温恒容的密闭容器中,按照1:1充入一定物质的量的CO和NH3气体与足量的乙酸二氨合铜(I)溶液反应,容器中氨气的物质的量浓度随时间的变化如图3所示.若在35s时再充入原物质的量的CO和NH3气体后,请在图3中画出氨气的物质的量浓度随时间变化图.
(4)①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(l)+H2O(g)△H<0.某温度下,向容器为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40s时,达到平衡,此时CO2的转化率为50%.则该反应的平衡常数K=2500.
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a、曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比(n(H2O)/n(CO2))最大的是Ⅲ.
b、测得B点氨的转化率为40%,则x1=3.

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