Question

用如圖1-3所示裝置可進行測定SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃的轉(zhuǎn)化率的實驗。

圖1-3

圖1-4

（1）根據(jù)實驗的需要，（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）處應(yīng)連接合適的裝置，從圖1-4的A、B、C、D、E中選擇合適的裝置，將其序號填入以下空格內(nèi)。（Ⅰ）（Ⅱ）（Ⅲ）所處連接的裝置分別為____________________，____________________，____________________。

（2）實驗時，濃硫酸能順利地滴入燒瓶中，甲儀器起作用的原理是____________________。

（3）從乙處均勻通入O₂，為使SO₂有較高的轉(zhuǎn)化率，實驗時，在加熱與滴加濃硫酸過程中，應(yīng)采用的操作是____________________。

（4）用在火加熱燒瓶時，SO₂的轉(zhuǎn)化率會____________________（填“提高”“不變”或“降低”）。

（5）用a mol粉末與足量濃硫酸進行此實驗，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)通入O₂一段時間后，稱得裝置（Ⅲ）增重b g，則本實驗中SO₂的轉(zhuǎn)化率為____________________。

Answer 1

思路解析：這是一道綜合性的實驗題，以工業(yè)制硫酸中最重要的步驟，即SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃為主線考查我們的實驗基本知識，又加深了我們對提高工業(yè)制硫酸轉(zhuǎn)化率問題的認識。對圖中從左到右按順序看：先制得SO₂，甲中的儀器主要是使燒杯內(nèi)的氣壓與外界大氣壓一致，便于液體能順利流下。（Ⅰ）將生成的SO₂進行干燥，然后通過V₂O₅作為催化劑加熱后得到SO₃，由于SO₃的熔點為40.8 ℃，（Ⅱ）中通過冰水冷卻可得到無色固體。SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃是一個可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率不可能是100%，對尾氣不能直接排空，應(yīng)用E中的堿液吸收。SO₂氧化成SO₃的反應(yīng)特點是一個氣體總體積縮小的放熱反應(yīng)，溫度升高化學(xué)平衡向反應(yīng)物的方向移動，不利于SO₃的生成。若（Ⅲ）裝置增重b g，這部分增加的質(zhì)量即為未反應(yīng)的SO₂的質(zhì)量，而a mol粉末所生成的SO₂的總質(zhì)量為64a，用轉(zhuǎn)化率的計算公式（轉(zhuǎn)化率=×100%）得出結(jié)果。

    對于SO₂轉(zhuǎn)化為SO₃可逆反應(yīng)的特點和整個反應(yīng)的過程有個大體的了解，要熟悉影響化學(xué)平衡移動的幾個重要因素。同時特別注意有很多對空氣產(chǎn)生污染的氣體，如Cl₂、SO₂、CO等氣體，必須有尾氣吸收裝置。

答案：（1）B  A  E  （2）維持燒瓶內(nèi)壓強與分液漏斗內(nèi)壓強相等 

（3）先加熱V₂O₅，后慢慢滴加濃硫酸  （4）降低  （5）（64a-b）/64a×100%