Question

測(cè)定轉(zhuǎn)化成SO₃的轉(zhuǎn)化率可以用如圖裝置，裝置中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑（已知S0₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃）

（1）裝置中甲管的作用是______．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，應(yīng)該在I、II、III、IV處連接合適的裝置，請(qǐng)從題圖A?E裝置中選擇最適合裝置并將其序號(hào)填放下面的空格中．I、II、III、IV處連接的裝置分別是______

（3）為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實(shí)驗(yàn)中加熱催化劑與滴加濃硫酸的順序中，應(yīng)采取的操作是______，若用大火加熱燒瓶時(shí)，SO₂的轉(zhuǎn)化率會(huì)______ （填“升高”、“不變”或“降低”）．
（4）有一小組在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，以致后續(xù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，但又不存在氣密性問(wèn)題，請(qǐng)你推測(cè)可能的原因（可以不填滿(mǎn)）①原因：______②原因：______ ③原因：______
（5）將SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，并有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____
（6）用nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，繼續(xù)通入O₂-段時(shí)間后，測(cè)得裝置IV增重了 mg，則實(shí)驗(yàn)中SO₂的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____．（用含m、n的代數(shù)式填寫(xiě)）

Answer 1

解：（1）由圖可知，液體流下時(shí)使分液漏斗中壓強(qiáng)減小，不利于液體流下，而甲裝置能保證分液漏斗和燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，則甲能使液體順利流下，故答案為：讓硫酸順利滴下；
（2）因從溶液中反應(yīng)生成氣體中混有水蒸氣，則I處應(yīng)選擇B裝置來(lái)吸收水進(jìn)行氣體的干燥，II中選E進(jìn)行二氧化硫氣體的催化氧化，S0₃的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃，III中選A進(jìn)行冷卻，使三氧化硫與二氧化硫分離，在IV中選擇C裝置來(lái)吸收未反應(yīng)的SO₂，故答案為：BEAC；
（3）因催化劑在一定的溫度下催化效果好，則應(yīng)先加熱催化劑，大火加熱時(shí)反應(yīng)速率過(guò)快，生成的部分二氧化硫未反應(yīng)就通過(guò)了E裝置，導(dǎo)致SO₂的轉(zhuǎn)化率降低，
故答案為：先加熱催化劑再滴入濃硫酸；降低；
（4）SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，可能為Na₂SO₃變質(zhì)生成硫酸鈉，也可能為濃硫酸的濃度不夠，反應(yīng)速率變慢，故答案為：Na₂SO₃變質(zhì)；濃硫酸的濃度不夠；
（5）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，由質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為
SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂，故答案為：SO₂+2HClO₃═H₂SO₄+2ClO₂；
（6）IV增重了mg，為未反應(yīng)的SO₂的質(zhì)量，其物質(zhì)的量為mol，nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應(yīng)生成nmolSO₂，則轉(zhuǎn)化率為×100%=×100%，
故答案為：×100%．
分析：（1）根據(jù)壓強(qiáng)來(lái)分析甲的作用；
（2）從除雜、催化氧化、冷卻、吸收未反應(yīng)的SO₂，排除空氣中水及二氧化碳的影響來(lái)分析；
（3）根據(jù)催化劑在一定的溫度下催化效果好及反應(yīng)速率來(lái)分析；
（4）SO₂氣體產(chǎn)生緩慢，根據(jù)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及影響反應(yīng)速率的因素來(lái)分析；
（5）SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一種強(qiáng)酸和一種氧化物，有6.02×10²³個(gè)電子轉(zhuǎn)移，則Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低為+4價(jià)，并利用質(zhì)量守恒定律來(lái)書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；
（6）IV增重了mg，為未反應(yīng)的SO₂的質(zhì)量，nmolNa₂SO₃粉末與足量濃硫酸反應(yīng)生成nmolSO₂，以此來(lái)計(jì)算轉(zhuǎn)化率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查二氧化硫氣體的制取及二氧化硫的催化氧化實(shí)驗(yàn)，明確裝置及裝置的作用是解答本題的關(guān)鍵，難度不大，并注意利用守恒法來(lái)分析問(wèn)題．