Question

【題目】某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：

I.氨的催化氧化(4NH3+5O2 4NO+6H2O）：

(1)A中加入的是一種黑色的固體，B裝置是制備___________的裝置，D中裝的試劑為___________。

(2)甲、乙同學(xué)分別按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后，裝置G中的溶液都變成藍(lán)色，甲觀察到裝置F中有紅棕色氣體，乙觀察到裝置F中有白煙生成。G中溶液變藍(lán)的原因是(用離子方程式表示)______________________，白煙的成分為___________。甲、乙兩同學(xué)分析了F裝置現(xiàn)象不同的原因，乙同學(xué)通過改變實(shí)驗(yàn)操作：______________________，也在F中看到了紅棕色氣體生成。

Ⅱ.測(cè)定SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率：

已知：SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，沸點(diǎn)是44.8℃。

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，應(yīng)將F、G處替換成圖中的裝置(填序號(hào))F.___________G._________。

(4)在A中加入 a mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，讓B裝置繼續(xù)再反應(yīng)一段時(shí)間，最后測(cè)得G處裝置增重bg，則此時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為___________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

(5)丙同學(xué)觀察整套裝置后，推斷該實(shí)驗(yàn)結(jié)果必定偏高，他更換了一個(gè)三孔橡皮塞，改動(dòng)裝置后重新實(shí)驗(yàn)，獲得了更符合實(shí)際的轉(zhuǎn)化率。請(qǐng)推斷他對(duì)裝置的改動(dòng)是___________。

Answer 1

【答案】NH3 堿石灰 3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O NH4NO3 調(diào)節(jié)K1和K2，適當(dāng)增加A或減少B中氣體流量 ③ ④ (64a-b)/64a×100% 將A處橡皮塞換成三孔橡皮塞，將D后導(dǎo)管插入A中，使氧氣通過A裝置排除殘留的SO2

【解析】

由題意知E中發(fā)生氨的催化氧化反應(yīng)，結(jié)合D為球形干燥管，故A用于制O2，B用于制NH3，E中發(fā)出氨的催化氧化反應(yīng)，F、G對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行檢驗(yàn)。

（1）B中產(chǎn)生的氣體用球形干燥管除雜，應(yīng)是干燥NH3，故B裝置用于制備NH3，D中藥品為堿石灰；

（2）生成的NO與O2反應(yīng)得NO2，然后與G中水反應(yīng)生成HNO3，HNO3可將Cu氧化為Cu2+使溶液顯藍(lán)色，離子反應(yīng)方程式為3Cu + 8H++2NO3-=== 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O ，F中NO2可與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生HNO3，E中未反應(yīng)的NH3進(jìn)入F中生成白煙NH4NO3；在F中看到了紅棕色氣體，應(yīng)讓O2過量將NH3反應(yīng)完全，采取操作為：調(diào)節(jié)K1和K2，適當(dāng)增加A或減少B中氣體流量；

（3）SO3的熔點(diǎn)是16.8℃，故F可改為③將SO3冷凝，G改為④用堿石灰吸收SO2，通過測(cè)量反應(yīng)前SO2的量和G中增重，即可算出SO2的轉(zhuǎn)化率；

（4）反應(yīng)前m(SO2)=64ag,反應(yīng)后剩余SO2質(zhì)量為bg，則SO2的轉(zhuǎn)化率為(64a-b)/64a×100%；

（5）A中殘留部分SO2將導(dǎo)致測(cè)定轉(zhuǎn)化率偏大，可將B中產(chǎn)生O2通過A，使SO2的排除，進(jìn)入E中充分反應(yīng)，故答案為：將A處橡皮塞換成三孔橡皮塞，將D后導(dǎo)管插入A中，使氧氣通過A裝置排除殘留的SO2。