高中化学

如题所述

某校学生活动小组设计如图所示装置探究工业制硫酸接触室中反应产物,并测定此条件下二氧化硫的转化率。实验时,装置D锥形瓶中溶液产生白色沉淀,装置E中溶液褪色。
为了让更多同学搜到我这么细致的回答,我把题目打成文字。

先看题目,这个实验的目的:1,探究工业制硫酸,接触室中的反应。2,当前条件下SO2的转化率。你搞清楚实验目的,才能按着这个目的去思考。
工业接触法制硫酸这个书上有,是SO2跟O2在五氧化二钒做催化剂的条件下,产生SO3,用水吸收后变成硫酸。
装置A是SO2的发生装置,B是净化装置,C是反应装置,D,E是鉴定作用的,F是尾气处理。

1)B的作用,反正制备气体,只要用到溶液了,一定要有干燥过程,所以第一个作用干燥,很好推测。
后面2个作用,稍微有点难。就像滴定时要摇晃锥形瓶,溶解时要搅拌一样,要让他们反应快点,你得混合均匀。在进入反应装置前,预先将二者混合好,有利于原料的充分利用。
第三个作用,控制SO2跟O2的比例,你仔细观察进气口,那里有个夹子,这样带开关的功能的装置,都是起控制作用的。所以很好推断这个控制流量的作用。毕竟SO2比较难获得,尽量别浪费,如果不控制比例,让SO2过量很多,那纯粹就是浪费啊。至于数气泡,这个办法在化学试验中是常用的手段。

2)催化剂表面红热,移开酒精灯。因为SO2制SO3是放热反应,降温有利于平衡朝着SO3方向移动。当催化剂表面不红热了,就继续把酒精灯拿来加热,(要不然反应无法进行),如是再三,直至反应结束。并且催化剂也有一个最适宜的温度,催化剂都变红了,那就会影响到它的性能。

3)因为要做定量分析,测定SO3(就是题目说的,被氧化的SO2),所以要确保SO3全部转化为沉淀。那么反应完毕后,在C装置的管子里还有一部分SO3,由于大气压强的缘故,不会自己进入D中,那么就得把他们“赶”进D中。所以办法就是继续通空气。反正只要选择正确的试剂,空气也不会跟D产生沉淀。

那最后选择试剂的问题,已经知道D中是SO3的溶液(就是硫酸),题目明确说了白色沉淀,所以AB直接排除啦。最难的地方出来了,CD都含有钡离子,都能让硫酸根沉淀,为啥不选D?
H2SO4+Ba(NO3)2==2HNO3+BaSO4↓
沉淀之后,得到的溶液是硝酸,你要注意,从C出来的气体有SO3,还有O2,SO2,因为这个反应是可逆的,不是完全转化的。SO2碰到强氧化性的硝酸,会被氧化成硫酸根。那这部分硫酸根最后也会变成沉淀,你无法区分哪些沉淀是反应产生的,哪些是被硝酸氧化而来的。
这样会导致最后得到的沉淀更多,使实验结果偏大。

而用氯化钡,产生的盐酸就不能氧化SO2,这样获得的沉淀,就是反应产生的SO3溶水后形成的硫酸生成的沉淀。

4)你要知道这个这个转化率,那么转化率的意思就只,转化的:全部的×100%
现在转化的知道了,就是变成沉淀的那部分,全部的不知道。

那看看选项给出的分别是什么?装置B起干燥作用,它增重的是气体中水蒸气的质量,跟我们要的一点关系都没有!
E装的是品红,品红跟SO2反应退色。所以它增重的部分就是SO2导致的。F增重是E没有吸收完的SO2
所以EF增重部分相加就是没有转化的SO2。 全部的SO2=转化的+没转化的

那就很好算了,根据硫守恒:
SO2~S~BaSO4。
64 233
? m
硫酸钡是m克,那转化的SO2就是:64m/233g
转化率就是:(64m/233)÷(64m/233+a+c)×100%
自己化简一下,我懒得动了。因为分子分母都是同一个东西SO2,所以无需转化为物质的量,用质量就可以了,最后一约分,什么单位都没有了,只是一个百分数,所以不必自找麻烦转化为物质的量。
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第1个回答  2014-12-01
1、 1)干燥SO2、2)混合SO2、O2 3)通过气泡快慢控制气流速率
2、因为反应是放热反应
3、停止加热,继续通入空气一段时间,把生成的气体全部赶到D中吸收
c
4、b、c
( mg /233g/mol)/[m/233g/mol +(b+c)/64g/mol]*100%本回答被网友采纳
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