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（80%）Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O（注：80%H₂SO₄具有浓硫酸的特性）

（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～D装置中选择最合适的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）在实验中“加热催化剂”与“滴加浓硫酸”的操作，首先应采取的操作是______．
（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，请你推测可能的原因并说明相应的验证方法．
①原因______．验证方法______．
②原因______．验证方法______．
（4）将足量SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，有1.204×10²⁴个电子转移，生成两种强酸，该反应的化学方程式为______．
（5）用25.2gNa₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间将反应产生的SO₂全部排出，测得装置Ⅲ增重了3.2g，则SO₂的转化率为______．

Answer 1

【答案】分析：（1）二氧化硫的干燥用浓硫酸，当温度低于 16.8℃可以获得三氧化硫的晶体，尾气处理用烧碱溶液；
（2）为保证生成的二氧化硫尽可能的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作；
（3）亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，根据检验亚硫酸钠中硫酸根是否存在来证明结论；亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率很慢；
（4）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，根据转移的电子数来确定两种强酸．
解答：解：（1）SO₂转化成SO₃之前必须对二氧化硫进行干燥，可以用浓硫酸，SO₃的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，当温度低于 16.8℃时，三氧化硫以晶体状态存在，二氧化硫、三氧化硫的尾气处理用烧碱溶液吸收，故答案为：B、A、D；
（2）为保证生成的二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫，应先加热催化剂再进行滴加浓硫酸操作，保证生成的二氧化硫尽可能的参与反应，故答案为：加热催化剂；
（3）影像化学反应速率的因素有：浓度、温度等，亚硫酸钠变质会生成硫酸钠，硫酸钠和浓硫酸不反应；此外亚硫酸钠和稀硫酸反应产生的二氧化硫速率会很慢，故答案为：Na₂SO₃变质；取待测试样于试管中，加适量的蒸馏水配成溶液，滴加足量的稀盐酸，再加入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成，则证明该亚硫酸钠已变质；硫酸浓度较低；用洁净的玻璃棒沾取待测试样，滴到白纸上，如果不变黑，则证明该溶液不是浓硫酸；
（4）SO₂通入含1.0mol次氯酸的溶液中，转移的电子为2mol，所以是1molSO₂和1mol次氯酸反应生成盐酸和硫酸，故答案为：SO₂+H₂O+HClO═HCl+H₂SO₄；
（5）根据元素守恒Na₂SO₃～SO₂，则25.2gNa₂SO₃（即0.2mol）会生成二氧化硫0.2mol，装置Ⅲ增重了3.2g，说明剩余的二氧化硫为3.2g（即0.05mol），所以二氧化硫的转化率=×100%=75%，故答案为：75%．
点评：本题主要考查了二氧化硫的性质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．