Question

13．某研究小組按如圖所示流程進行“燃煤煙氣的脫硫研究”．實驗中，SO₂和O₂混合氣體連續通入，水和鐵在起始時一次性加入，反應液多次循環．

（1）I中反應的化學方程式是2SO₂+2H₂O+O₂═2X，則X的化學式是H₂SO₄．I中用水吸收時為了提高SO₂和O₂的吸收效率，從影響氣體溶解度的因素考慮應控制溫度不宜過高（填“高”或“低”）．
（2）反應Ⅱ中發生反應的化學方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）為確保反應液的循環吸收效果，吸收液與鐵的反應需控制在40℃左右進行，在此條件下欲加快該反應速率宜采取的措施有使用鐵粉（或攪拌或使用催化劑）（只要答一點）．隨著反應液循環流入I中，吸收液中X的生成速率明顯加快，其原因可能是生成的FeSO₄（或Fe²⁺）起催化作用．
（4）經過多次循環以后導出反應液，經降溫結晶、過濾、洗滌和干燥，制得FeSO₄•7H₂O晶體．它在醫療上常用于治療D（選填字母）
A、甲狀腺腫大  B、佝僂病  C、齲齒  D、貧血癥．

Answer 1

分析 （1）根據質量守恒定律，化學反應前后各原子的種類和數目不變，反應前各原子的數目之和等于反應后各原子的數目之和，據此可推斷X的化學式，根據溫度對氣體溶解度的影響來分析；
（2）根據鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣寫出化學方程式；
（3）根據加快化學反應速率的措施來分析；
（4）根據分離混合物的方法以及貧血可能缺少鐵元素造成的來解答．

解答 解：（1）反應前S：2，O：8，H：4，反應后一個X分子的組成為2個氫原子、1個硫原子、4個氧原子，故化學式為：H₂SO₄；溫度越高，氣體的溶解度越小，所以I中用水吸收時為了提高SO₂和O₂的吸收效率，溫度不宜過高；故填：H₂SO₄；高；
（2）鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣的寫出化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）為確保反應液的循環吸收效果，吸收液與鐵的反應需控制在40℃左右進行，在此條件下可以使用鐵粉（或攪拌或使用催化劑）來加快該反應速率；吸收液中X的生成速率明顯加快，其原因可能是生成的硫酸亞鐵（或Fe²⁺）對亞硫酸氧化生成硫酸的反應起催化作用，故填：使用鐵粉（或攪拌或使用催化劑）；生成的FeSO₄（或Fe²⁺）起催化作用；
（4）從溶液中分離出晶體，采用過濾的方法，FeSO₄•7H₂O中含鐵元素，可治療貧血癥，而A與碘元素有關，B與鈣元素有關，C與氟元素有關，故答案為：過濾；D．

點評 本題為信息題，考查學生分析與應用知識的能力，涉及影響反應速率的因素、質量守恒定律、化學與生活等，綜合性較強，題目難度不大．