Question

【題目】某研究人員按下圖所示流程進(jìn)行“燃煤煙氣的脫硫研究”。實(shí)驗(yàn)中，先一次性分別在相應(yīng)裝置中加入水和鐵，然后連續(xù)通入含有CO2、SO2的燃煤煙氣和O2混合氣體，反應(yīng)液多次循環(huán)，但過量的鐵仍在反應(yīng)裝置中與循環(huán)進(jìn)入的反應(yīng)液不斷反應(yīng)。經(jīng)過多次循環(huán)后，導(dǎo)出的反應(yīng)液可用于制備FeSO42H2O。

⑴吸收裝置中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+2X+O2=2H2SO4，則X的化學(xué)式為________，該裝置中水溫不宜過高，原因是_______（選填字母）。

a.防止生成物揮發(fā) b.防止氣體溶解度下降

c.防止化學(xué)反應(yīng)速度過快 d.防氧化

⑵反應(yīng)裝置中的反應(yīng)化學(xué)方程式為________。

⑶經(jīng)過多次循環(huán)以后導(dǎo)出溶液：經(jīng)加熱蒸發(fā)濃縮、_______(填操作名稱) 、過濾，得到硫酸亞鐵晶體。

⑷下圖為“FeSO4·7H2O脫水干燥曲線圖”，據(jù)此可確定：得到FeSO4·2H2O，適宜的工藝條件為_____、____（分別指出溫度T和時(shí)間t）。它在醫(yī)療上常用于治療_____（選填字母）。

a．甲狀腺腫大 b．佝僂病 c．齲齒 d．貧血癥

⑸若吸收裝置內(nèi)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(shí)有H2O生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

Answer 1

【答案】 H2O b Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑ 冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶等） 150℃ 4.5h (4-5h之間) d CO2+3H2CH3OH+H2O

【解析】本題在燃煤煙氣的脫硫研究的情境下考查了質(zhì)量守恒定律，化學(xué)方程式的書寫，氣體的溶解度，結(jié)晶，根據(jù)圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件的選擇等知識(shí)。

（1）裝置中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+2X+O2═2H2SO4，反應(yīng)前S的原子個(gè)數(shù)：2，O：原子的個(gè)數(shù)：6，反應(yīng)后S原子的個(gè)數(shù)：2，O原子的個(gè)數(shù)：8，H原子的個(gè)數(shù)：4，反應(yīng)后一個(gè)X分子的組成為2個(gè)氫原子、2個(gè)氧原子，X的化學(xué)式為：H2O，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(yīng)進(jìn)行，故選b；

（2）硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：H2SO4+Fe=FeSO4+H2↑；

（3）經(jīng)過多次循環(huán)以后導(dǎo)出溶液：經(jīng)加熱蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，得到硫酸亞鐵晶體；（4）由“FeSO47H2O脫水干燥曲線圖”，據(jù)此可確定：得到FeSO42H2O，適宜的工藝條件為150℃，4.5h （或4﹣5h之間）；貧血可能缺少鐵元素，故選d；

（5）二氧化碳和氫氣在一定條件下催化合成甲醇和水，化學(xué)方程式為：CO2+3H2CH4O+H2O。