Question

13．某研究小组按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”．实验中，SO₂和O₂混合气体连续通入，水和铁在起始时一次性加入，反应液多次循环．

（1）I中反应的化学方程式是2SO₂+2H₂O+O₂═2X，则X的化学式是H₂SO₄．I中用水吸收时为了提高SO₂和O₂的吸收效率，从影响气体溶解度的因素考虑应控制温度不宜过高（填“高”或“低”）．
（2）反应Ⅱ中发生反应的化学方程式是Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（3）为确保反应液的循环吸收效果，吸收液与铁的反应需控制在40℃左右进行，在此条件下欲加快该反应速率宜采取的措施有使用铁粉（或搅拌或使用催化剂）（只要答一点）．随着反应液循环流入I中，吸收液中X的生成速率明显加快，其原因可能是生成的FeSO₄（或Fe²⁺）起催化作用．
（4）经过多次循环以后导出反应液，经降温结晶、过滤、洗涤和干燥，制得FeSO₄•7H₂O晶体．它在医疗上常用于治疗D（选填字母）
A、甲状腺肿大  B、佝偻病  C、龋齿  D、贫血症．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律，化学反应前后各原子的种类和数目不变，反应前各原子的数目之和等于反应后各原子的数目之和，据此可推断X的化学式，根据温度对气体溶解度的影响来分析；
（2）根据铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气写出化学方程式；
（3）根据加快化学反应速率的措施来分析；
（4）根据分离混合物的方法以及贫血可能缺少铁元素造成的来解答．

解答 解：（1）反应前S：2，O：8，H：4，反应后一个X分子的组成为2个氢原子、1个硫原子、4个氧原子，故化学式为：H₂SO₄；温度越高，气体的溶解度越小，所以I中用水吸收时为了提高SO₂和O₂的吸收效率，温度不宜过高；故填：H₂SO₄；高；
（2）铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气的写出化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；故填：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（3）为确保反应液的循环吸收效果，吸收液与铁的反应需控制在40℃左右进行，在此条件下可以使用铁粉（或搅拌或使用催化剂）来加快该反应速率；吸收液中X的生成速率明显加快，其原因可能是生成的硫酸亚铁（或Fe²⁺）对亚硫酸氧化生成硫酸的反应起催化作用，故填：使用铁粉（或搅拌或使用催化剂）；生成的FeSO₄（或Fe²⁺）起催化作用；
（4）从溶液中分离出晶体，采用过滤的方法，FeSO₄•7H₂O中含铁元素，可治疗贫血症，而A与碘元素有关，B与钙元素有关，C与氟元素有关，故答案为：过滤；D．

点评 本题为信息题，考查学生分析与应用知识的能力，涉及影响反应速率的因素、质量守恒定律、化学与生活等，综合性较强，题目难度不大．