Question

某研究性學習小組為在實驗室再現(xiàn)二氧化硫催化氧化的過程，應制取少量二氧化硫晶體，設計了如下圖所示裝置，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，該反應的熱化學方程式為

 

．
（2）A裝置可用來觀察二氧化硫和氧氣的進氣量，實驗時使A中氧氣導管飄出的氣流與二氧化硫導管冒出的氣泡速率相近，其目的是

 

．
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進行實驗，此時首先應該進行的操作是

 

；在實驗過程中不能持續(xù)加熱的理由是

 

．
（4）若用ag銅跟足量濃硫酸反應制二氧化硫，實驗結束時得到bg三氧化硫，該實驗中二氧化硫的轉化率不小于

 

．
（5）老師說該實驗裝置設計不完整，你認為還缺少

 

裝置，請你協(xié)助該研究小組設計出所缺裝置

 

（用簡要文字回答）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）依據(jù)題干數(shù)據(jù)計算1mol二氧化硫燃燒生成三氧化硫放出的熱量，根據(jù)熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和對應焓變；
（2）依據(jù)化學平衡移動原理，實驗時使A中氧氣導管冒出的氣泡與SO₂導管冒出的氣泡速率相近，是利用化學平衡移動原理，增大壓強濃度提高二氧化硫的轉化率；
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進行實驗．此時首先應該進行的操作是加熱，通入氣體后發(fā)生反應；依據(jù)反應需要的溫度和催化劑的活性分析；
（4）依據(jù)化學方程式定量關系計算分析；
（5）測定硫酸尾氣中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）6.4二氧化硫為0.1mol被氧氣完全氧化成三氧化硫時，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，則該反應的熱化學方程式為：
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）實驗時使A中氧氣導管冒出的氣泡與SO₂導管冒出的氣泡速率相近，依據(jù)化學方程式可知氧氣過量，根據(jù)平衡移動原理，中等壓強濃度提高二氧化硫轉化率，平衡正向進行；
故答案為：使用過量氧氣以提高SO₂的轉化率；
（3）檢查完裝置的氣密性且加入藥品后，開始進行實驗．此時首先應該進行的操作是點燃酒精燈給催化劑加熱，反應進行；反應是放熱反應，溫度升高加快反應速率，催化劑在移動溫度活性最大，溫度過高會使催化劑喪失活性；
故答案為：給催化劑加熱，該反應為放熱反應，溫度過高催化劑活性降低；
（4）若用ag銅跟足量濃硫酸反應制二氧化硫，實驗結束時得到bg三氧化硫，
依據(jù)硫元素守恒計算，Cu+2H₂SO₄

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
2SO₂+O₂

催化劑 .

△

2SO₃，
該實驗中二氧化硫的轉化率=

bg 80g/mol

ag 64g/mol

×100%=

4b

5a

×100%；
故答案為：

4b

5a

×100%；
（5）測定硫酸尾氣中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；

點評：本題考查了熱化學方程式書寫，實驗驗證物質性質的分析判斷，物質性質是分析判斷的關鍵，題目難度中等．