Question

實驗室中根據2SO₂+O₂?2SO₃；△H=-196.6kJ?mol^-1設計如圖所示實驗裝置來制備SO₃固體．請完成下列問題：

（1）實驗前，必須進行的操作是（填操作名稱，不必寫具體過程）

 

．
（2）在A裝置中加入Na₂SO₃固體的同時，還需加幾滴水，然后再滴加濃硫酸．加幾滴水的作用是

 

．
（3）小試管C的作用是

 

．
（4）廣口瓶D內盛的試劑是濃硫酸，裝置D的三個作用是：
①

 

；
②

 

；
③

 

．
（5）實驗中當Cr₂O₃表面紅熱時，應將酒精燈移開一會兒再加熱，以防溫度過高，這樣做的原因是

 

．
（6）裝置G的作用是

 

．
（7）從G裝置導出的尾氣處理方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）制取氣體的裝置需要檢查裝置的氣密性；
（2）水與濃硫酸作用放熱，可以降低二氧化硫的溶解度，有利于二氧化硫放出；
（3）C中的導管能夠起到緩沖、防倒吸的作用；
（4）利用裝置和反應速率和反應的轉化來分析；
（5）正反應為放熱反應，溫度過高不利于三氧化硫的生成；
（6）根據水蒸氣進入F后會與SO₃反應進行分析；
（7）二氧化硫有毒，需要使用尾氣吸收裝置，二氧化硫能夠與氫氧化鈉溶液反應，可以使用氫氧化鈉溶液吸收多余的二氧化硫．

解答：解：（1）凡是有到導氣的實驗裝置，都需要進行氣密性檢驗（特別是有毒氣體通過的裝置），這一步驟在安裝好整個裝置之后，裝入藥品之前進行．所以，實驗前，必須進行的操作是檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）實驗中A裝置制取SO₂，制備原理本質為：SO₃^2-+H⁺=SO2↑+H₂O，反應通常加熱進行，便于SO₂逸出，所以加幾滴水的作用是水與濃硫酸作用放熱，有利于SO₂的放出，
故答案為：水與濃硫酸作用放熱，有利于SO₂的放出；
（3）實驗過程用到加熱操作以及氣體易溶于水的要防倒吸，實驗中B裝置通過加熱制備O₂并將其通入溶液，要防止因反應容器內壓強銳減而造成液體倒吸入熱的反應容器內．所以小試管C的作用是緩沖、防止D中的液體倒吸到B中，
故答案為：緩沖、防止倒吸；
（4）氣體SO₂和O₂ 在E試管中以Cr₂O₃作催化劑、加熱條件制備SO₃，并且SO₃易吸水．為實驗安全、防止催化劑中毒以便得到SO₃固體，進入E試管的氣體應干燥．氣體SO₂和O₂在催化劑表面反應生成SO₃，為充分反應、原料利用充分，防止浪費．進入E試管的氣體要充分混合，氣流不能過快；所以，裝置D的作用是①干燥SO₂和O₂ ②使SO₂和O₂混合均勻 ③通過觀察控制氣體比例和氣流速度，
故答案為：干燥SO₂和O₂；使SO₂和O₂混合均勻；通過觀察控制氣體比例和氣流速度；
（5）當Cr₂O₃表面紅熱時，應將酒精燈移開一會兒再加熱，以防溫度過高，因生成三氧化硫的反應正反應為放熱反應，溫度過高不利于三氧化硫的生成，且影響催化劑的活性，
故答案為：溫度過高不利于SO₃的生成，且影響催化劑的活性；
（6）實驗取用或制備易吸水、潮解、水解的物質，要采取必要的防水措施，保證達到實驗目的．SO₃易吸水，所以裝置G的作用是防止外界水蒸氣進入與SO₃反應．
故答案為：防止外界水蒸氣進入與SO₃反應；
（7）氫氧化鈉溶液能夠與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉和水，可以使用氫氧化鈉溶液吸收有毒的二氧化硫氣體，避免污染大氣，
故答案為：用NaOH溶液吸收．

點評：本題考查濃硫酸的化學性質、性質實驗方案的設計與評價，題目難度中等，題量稍大，正確分析、理解實驗目的、反應原理及裝置特點是解題關鍵；（4）為易錯點，注意明確裝置D在實驗過程中的作用．