Question

测定生成SO₃的转化率可以用下图装置，装置中烧瓶内发生的化学反应方程式为：Na₂SO₃（s）+H₂SO₄（85%）=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑（已知SO₃的熔点是16.8^oC，沸点是44.8^oC）

（1）装置中甲管的作用是__________________。
（2）根据实验需要，应该在I、II、III、IV处连接合适的装置，请从下图A?E装置中选择最适合装置并将其序号填至下面的空格中，每个装置不重复使用。
I、 II、III、IV处连接的装置分别是                          。

（3）为使SO₂有较高的转化率，实验中加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序中，应采取的操作是____________ ,若用大火加热烧瓶时，SO₂的转化率会____________ (填“升高”、“不变”或“降低”)。
（4）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（可以不填满）①原因：______    ②原因 ：______     ③原因：______
（5）将SO₂通入含1mol氯酸的溶液中，可生成一种强酸和一种氧化物，并有6.02×10²³个电子转移，则该反应的化学方程式为                    
（6）用n mol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，测得装置IV增重了 mg，则实验中SO₂的转化率为         。(用含m、n的代数式填写）

Answer 1

（1）让硫酸顺利流下。（意思对，或答保持分液漏斗和烧瓶内压强相等也给分）
（2）BEAC
（3）先加热催化剂再加浓硫酸       降低
（4）①Na₂SO₃变质（ 分），②浓硫酸的浓度不够（其他合理答案均给分）
（5）SO₂+2HClO₃=H₂SO₄+2ClO₂
（6）(64n-m)/64n×100％（其他合理答案均给分）

试题分析：（1）橡胶管的作用是平衡压强，使液体顺利流下。（2）生成的二氧化硫气体通过浓硫酸干燥后通过五氧化二矾催化剂发生反应，然后将混合气体通过冰冷凝三氧化硫，二氧化硫被碱石灰吸收。（3）为提高二氧化硫转化率，催化剂应预先加热，使生成的二氧化硫立即与氧气发生反应；若大火加热，二氧化硫反应不完全，转化率低。（4）亚硫酸钠与85%硫酸反应生成二氧化硫，随着反应进行，硫酸浓度变稀，导致后续现象不明显；也可能亚硫酸钠部分变质为硫酸钠导致二氧化硫气体产生缓慢。（5）二氧化硫通过含1molHClO₃溶液，转移1mol电子，说明HClO₃还原产物为ClO₂，所以二氧化硫被氧化为硫酸。（6）nmolNa₂SO₃与足量浓硫酸生成nmolSO₂，装置IV增重mg说明未反应的SO₂为m/64mol，所以二氧化硫转化率为(64n-m)/64n。
点评：本题实验原理是二氧化硫与氧气催化氧化生成三氧化硫，二氧化硫由亚硫酸钠与浓硫酸反应得到，最好再增加一个提供氧气的装置更好，因系统中氧气毕竟有限。