Question

实验室中根据2SO₂+O₂?2SO₃；△H=-196.6kJ?mol^-1设计如图所示实验装置来制备SO₃固体．请完成下列问题：

（1）实验前，必须进行的操作是（填操作名称，不必写具体过程）

 

．
（2）在A装置中加入Na₂SO₃固体的同时，还需加几滴水，然后再滴加浓硫酸．加几滴水的作用是

 

．
（3）小试管C的作用是

 

．
（4）广口瓶D内盛的试剂是浓硫酸，装置D的三个作用是：
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（5）实验中当Cr₂O₃表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热，以防温度过高，这样做的原因是

 

．
（6）装置G的作用是

 

．
（7）从G装置导出的尾气处理方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）制取气体的装置需要检查装置的气密性；
（2）水与浓硫酸作用放热，可以降低二氧化硫的溶解度，有利于二氧化硫放出；
（3）C中的导管能够起到缓冲、防倒吸的作用；
（4）利用装置和反应速率和反应的转化来分析；
（5）正反应为放热反应，温度过高不利于三氧化硫的生成；
（6）根据水蒸气进入F后会与SO₃反应进行分析；
（7）二氧化硫有毒，需要使用尾气吸收装置，二氧化硫能够与氢氧化钠溶液反应，可以使用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化硫．

解答：解：（1）凡是有到导气的实验装置，都需要进行气密性检验（特别是有毒气体通过的装置），这一步骤在安装好整个装置之后，装入药品之前进行．所以，实验前，必须进行的操作是检查装置的气密性，
故答案为：检查装置的气密性；
（2）实验中A装置制取SO₂，制备原理本质为：SO₃^2-+H⁺=SO2↑+H₂O，反应通常加热进行，便于SO₂逸出，所以加几滴水的作用是水与浓硫酸作用放热，有利于SO₂的放出，
故答案为：水与浓硫酸作用放热，有利于SO₂的放出；
（3）实验过程用到加热操作以及气体易溶于水的要防倒吸，实验中B装置通过加热制备O₂并将其通入溶液，要防止因反应容器内压强锐减而造成液体倒吸入热的反应容器内．所以小试管C的作用是缓冲、防止D中的液体倒吸到B中，
故答案为：缓冲、防止倒吸；
（4）气体SO₂和O₂ 在E试管中以Cr₂O₃作催化剂、加热条件制备SO₃，并且SO₃易吸水．为实验安全、防止催化剂中毒以便得到SO₃固体，进入E试管的气体应干燥．气体SO₂和O₂在催化剂表面反应生成SO₃，为充分反应、原料利用充分，防止浪费．进入E试管的气体要充分混合，气流不能过快；所以，装置D的作用是①干燥SO₂和O₂ ②使SO₂和O₂混合均匀 ③通过观察控制气体比例和气流速度，
故答案为：干燥SO₂和O₂；使SO₂和O₂混合均匀；通过观察控制气体比例和气流速度；
（5）当Cr₂O₃表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热，以防温度过高，因生成三氧化硫的反应正反应为放热反应，温度过高不利于三氧化硫的生成，且影响催化剂的活性，
故答案为：温度过高不利于SO₃的生成，且影响催化剂的活性；
（6）实验取用或制备易吸水、潮解、水解的物质，要采取必要的防水措施，保证达到实验目的．SO₃易吸水，所以装置G的作用是防止外界水蒸气进入与SO₃反应．
故答案为：防止外界水蒸气进入与SO₃反应；
（7）氢氧化钠溶液能够与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，可以使用氢氧化钠溶液吸收有毒的二氧化硫气体，避免污染大气，
故答案为：用NaOH溶液吸收．

点评：本题考查浓硫酸的化学性质、性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，题量稍大，正确分析、理解实验目的、反应原理及装置特点是解题关键；（4）为易错点，注意明确装置D在实验过程中的作用．