Question

某實(shí)驗(yàn)興趣小組擬選用如圖裝置測(cè)定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率．各裝置可重復(fù)使用．

（1）制備SO₂時(shí)選用的是甲裝置而不是乙裝置的原因除了考慮要將生成的氣體排出外，還考慮的原因是

 

（只要求答一種）；此時(shí)裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）請(qǐng)選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序是：甲中出來的氣體→

 

．（填寫相應(yīng)的字母序號(hào)，裝置可不完全選用，也可重復(fù)選用）
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①

 

；
②裝入藥品；
③

 

；
④滴入濃硫酸；
⑤實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)V₂O₅表面紅熱時(shí)，應(yīng)將酒精燈移開一會(huì)兒再加熱，這樣做的原因是

 

；
⑥實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，稱量相應(yīng)裝置的質(zhì)量變化（m₁為濃硫酸吸收SO₃的質(zhì)量增重，m₂為生石灰吸收SO₂的質(zhì)量增重）．
（4）利用（3）所得的相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出SO₂的轉(zhuǎn)化率

 

．

Answer 1

分析：（1）據(jù)裝置特點(diǎn)對(duì)比得出甲裝置的優(yōu)點(diǎn)，亞硫酸鈉可以和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫；
（2）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點(diǎn)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(jìn)行尾氣處理；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合試驗(yàn)裝置選擇合適的實(shí)驗(yàn)步驟；
（4）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

二氧化硫的變化量

二氧化硫的初始總量

×100%，根據(jù)硫元素守恒結(jié)合三氧化硫的量確定二氧化硫的變化量．

解答：解：（1）據(jù)裝置特點(diǎn)對(duì)比得出甲裝置的優(yōu)點(diǎn)：甲裝置可以將二氧化硫和氧氣充分混合并且采用彎導(dǎo)管可以便于濃硫酸順利滴下，亞硫酸鈉可以和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫，即Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O，
故答案為：甲裝置可以將二氧化硫和氧氣充分混合（采用彎導(dǎo)管可以便于濃硫酸順利滴下）；Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（濃）═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）可以用濃硫酸來干燥二氧化硫氣體；SO₃的熔點(diǎn)是16.8℃，較低，可以用生石灰來獲得三氧化硫，可以用堿石灰或者氫氧化鈉溶液進(jìn)行尾氣處理，二氧化硫在轉(zhuǎn)化為三氧化硫之前要進(jìn)行干燥，故答案為：f、e→a、b（或b、a）→f、e→c、d；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕Y(jié)合試驗(yàn)裝置，首先要進(jìn)行裝置氣密性的檢查，然后裝藥品，并加入催化劑，最用加入濃硫酸，反應(yīng)開始發(fā)生，根據(jù)二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的反應(yīng)：2SO₂+O?2SO₃，△H＜0，可知道，溫度過高不利于二氧化硫的轉(zhuǎn)化，且催化劑的活性受到溫度的限制，
故答案為：檢查裝置的氣密性；加熱催化劑；溫度過高不利于二氧化硫的生成且影響催化劑的催化活性；
（4）二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

二氧化硫的變化量

二氧化硫的初始總量

×100%，m₁為濃硫酸吸收SO₃的質(zhì)量增重，當(dāng)生成m₁的三氧化硫時(shí)，消耗的二氧化硫的質(zhì)量是0.8m₁，m₂為生石灰吸收SO₂的質(zhì)量增重，即剩余的二氧化硫的質(zhì)量，所以二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

0.8m1

0.8m1+m2

×100%，
故答案為：

0.8m1

0.8m1+m2

×100%．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)題目，考查學(xué)生分析和解決問題的能力，綜合性強(qiáng)，難度大．