Question

10．某研究人員按下圖所示流程進行“燃煤煙氣的脫硫研究”．實驗中，先一次性分別在相應裝置中加入水和鐵，然后連續通入含有CO₂、SO₂的燃煤煙氣和O₂混合氣體，反應液多次循環，但過量的鐵仍在反應裝置中與循環進入的反應液不斷反應．經過多次循環后，導出的反應液可用于制備FeSO₄•7H₂O．

（1）吸收裝置中水溫不宜過高，原因是溫度過高，氣體的溶解度下降，不利于反應進行；該裝置中總反應的化學方程式為2SO₂+2X+O₂═2H₂SO₄，則X的化學式為H₂O．
（2）反應裝置中的反應化學方程式為H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑．
（3）經過多次循環以后導出反應液，經過冷卻、過濾、洗凈晶體和干燥即可制得FeSO₄•7H₂O．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
（4）若吸收裝置內氣體吸收完全，所得尾氣1和尾氣2在一定條件下催化合成甲醇CH₃OH，同時有H₂O生成，該反應的化學方程式為CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據高溫不利于氣體的溶解，質量守恒定律進行分析；
（2）根據硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣進行分析；
（3）根據鐵元素在人體的作用進行分析；
（4）根據二氧化碳和氫氣在催化劑的條件下生成甲醇和水進行分析．

解答 解：（1）高溫不利于氣體的溶解，所以吸收裝置的溫度不宜過高，原因是：溫度過高，氣體的溶解度下降，不利于反應進行，裝置中總反應的化學方程式為2SO₂+2X+O₂═2H₂SO₄，反應前S：2，O：6，反應后S：2，O：8，H：4
反應后一個X分子的組成為2個氫原子、2個氧原子，故化學式為：H₂O；
（2）硫酸和鐵反應生成硫酸亞鐵和氫氣，化學方程式為：H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑；
（3）經過多次循環以后導出反應液，經過冷卻、過濾、洗凈晶體和干燥即可制得FeSO₄•7H₂O，在醫療上常用于治療貧血癥，故選：D；
（4）上述流程中存在兩個可改進處，一是廢熱利用，二是可利用尾氣1和尾氣2在一定條件下催化合成甲醇CH₄O（同時有H₂O生成），二氧化碳和氫氣在催化劑的條件下生成甲醇和水，化學方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．
故答案為：
（1）溫度過高，氣體的溶解度下降，不利于反應進行；H₂O；
（2）H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑；
（3）D；
（4）CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．

點評 本題考查根據化學方程式推斷物質的化學式．此類試題的解題依據是質量守恒定律，只要能深刻理解質量守恒定律的含義，不難解決．