Question

某研究性學(xué)習(xí)小組為在實(shí)驗(yàn)室再現(xiàn)二氧化硫催化氧化的過程，應(yīng)制取少量二氧化硫晶體，設(shè)計(jì)了如下圖所示裝置，已知三氧化硫通水生成硫酸并放出大量熱，容易形成酸液，試回答：
（1）已知6.4g二氧化硫唄氧氣氧化成氣態(tài)三氧化硫，放出9.83kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）A裝置可用來觀察二氧化硫和氧氣的進(jìn)氣量，實(shí)驗(yàn)時(shí)使A中氧氣導(dǎo)管飄出的氣流與二氧化硫?qū)Ч苊俺龅臍馀菟俾氏嘟�，其目的�?div id="vrsefxc" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，此時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是

 

；在實(shí)驗(yàn)過程中不能持續(xù)加熱的理由是

 

．
（4）若用ag銅跟足量濃硫酸反應(yīng)制二氧化硫，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)得到bg三氧化硫，該實(shí)驗(yàn)中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率不小于

 

．
（5）老師說該實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)不完整，你認(rèn)為還缺少

 

裝置，請(qǐng)你協(xié)助該研究小組設(shè)計(jì)出所缺裝置

 

（用簡(jiǎn)要文字回答）．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）依據(jù)題干數(shù)據(jù)計(jì)算1mol二氧化硫燃燒生成三氧化硫放出的熱量，根據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，實(shí)驗(yàn)時(shí)使A中氧氣導(dǎo)管冒出的氣泡與SO₂導(dǎo)管冒出的氣泡速率相近，是利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理，增大壓強(qiáng)濃度提高二氧化硫的轉(zhuǎn)化率；
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．此時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是加熱，通入氣體后發(fā)生反應(yīng)；依據(jù)反應(yīng)需要的溫度和催化劑的活性分析；
（4）依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算分析；
（5）測(cè)定硫酸尾氣中S0₂含量，尾氣中含有三氧化硫，二氧化硫，需要添加吸收三氧化硫、二氧化硫的尾氣吸收裝置．

解答： 解：（1）6.4二氧化硫?yàn)?.1mol被氧氣完全氧化成三氧化硫時(shí)，可以放出9.83kJ熱量，1mol二氧化硫被氧氣氧化放出熱量為98.3KJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g），△H=-9.3kJ/mol；
故答案為：SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g），△H=-9.3kJ/mol；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)使A中氧氣導(dǎo)管冒出的氣泡與SO₂導(dǎo)管冒出的氣泡速率相近，依據(jù)化學(xué)方程式可知氧氣過量，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，中等壓強(qiáng)濃度提高二氧化硫轉(zhuǎn)化率，平衡正向進(jìn)行；
故答案為：使用過量氧氣以提高SO₂的轉(zhuǎn)化率；
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．此時(shí)首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是點(diǎn)燃酒精燈給催化劑加熱，反應(yīng)進(jìn)行；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高加快反應(yīng)速率，催化劑在移動(dòng)溫度活性最大，溫度過高會(huì)使催化劑喪失活性；
故答案為：給催化劑加熱，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過高催化劑活性降低；
（4）若用ag銅跟足量濃硫酸反應(yīng)制二氧化硫，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)得到bg三氧化硫，
依據(jù)硫元素守恒計(jì)算，Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃，
該實(shí)驗(yàn)中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

bg 80g/mol

ag 64g/mol

×100%=

4b

5a

×100%；
故答案為：

4b

5a

×100%；
（5）測(cè)定硫酸尾氣中S0₂含量，尾氣中含有三氧化硫，二氧化硫，需要添加吸收三氧化硫、二氧化硫的尾氣吸收裝置，用濃硫酸吸收三氧化硫，用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫．
故答案為：將尾氣通入盛有濃硫酸的洗氣瓶后再通入盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)是分析判斷的關(guān)鍵，題目難度中等．