Question

实验室制取SO₂的反应原理为：Na₂SO₃＋H₂SO₄（浓）= Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O。请用下列装置设计一个实验，以测定SO₂转化为SO₃的转化率：

 

（1）装置的连接顺序（按气体左右的方向）是     →      →      →      →        →      →      →      （填各接口的编号）。

（2）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是                                                   。

（3）Ⅳ处观察到的现象是                                            。

（4）若II中反应在适当的反应状况下，反应达最大限度以后,下列说法正确的是           。

A．SO₂浓度必定等于O₂ 浓度的两倍     

B．SO₂、O₂、SO₃的分子数之比是2∶1∶2

C．SO₂与O₂不再化合生成SO₃          

D．反应混合物各成分的百分组成不再变化

（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，SO₂的转化率会        （填“增大”“不变”或“减小”）。

（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，称得V处增重m g，则本实验中SO₂的转化率为                       。（用n、m表示）

Answer

（1）a d e b c f g h （b c可调换成c b）（2）先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸；（3）有无色（或白色）晶体（或固体）生成（4） D（5）减小 （6）×100%

【解析】

试题分析：（1）装置I制取的SO2与O2经干燥后进入装置II，经过催化氧化后得到SO2、O2及生成的SO3的混合气体；为测定SO2与SO3的量，SO3在装置IV中经过冰水冷凝，而SO2将被随后的装置III中的碱液吸收；接口的连接顺序为a d e b c f g h 。
（2）SO2的催化氧化是需要在高温下进行的，为提高SO2的转化率，应先加热V2O5，后缓缓滴入浓硫酸。（3）冰水的温度低于SO3的熔点，则在IV处可看到有无色（或白色）晶体（或固体）生成。

（4）反应达最大限度，说明反应达到平衡状态，A．SO2和O2 的浓度与起始加入量和反应转化量有关，两种浓度之间没有关系，错误；B．同理，SO2、O2、SO3的分子数与起始加入量和反应转化量有关，三者分子数之间没有关系，错误；C．反应达到平衡状态时，反应没有停止，SO2与O2仍然继续化合生成SO3 ，错误；D.反应混合物各成分的百分组成不再变化，说明反应达到平衡状态，正确；答案选D。

（5）在Ⅰ处用大火加热烧瓶时，生成SO2 的量增多，对于可逆反应2SO2+O22SO3，增大SO2的量，SO2的转化率会减小，氧气的转化率增大。

（6）Ⅴ处增重m g，是部分转化后剩余SO2的质量，其物质的量为m/64 mol，而产生的SO2的总物质的量为n mol，所以实验中SO2的转化率为(n-m/64)÷n×100%=×100%。

考点：考查SO2的实验室制法，SO2的性质及化学计算，化学平衡状态的判断等知识。