题目内容

8．某研究人员按如图所示流程进行“燃煤烟气的脱硫研究”，实验中，先一次性分别在相应装置中加入水和铁，然后连续通入CO2、SO2和O2混合气体，反应液多次循环，但过量的铁仍在反应装置中与循环进入的反应液不断反应，经过多次循环以后，导出的反应液可用于制备FeSO4•7H2O．

（1）吸收装置的温度不宜过高，原因是温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行，该装置中总反应的化学方程式为2SO2+2H20+O2=2H2SO4．
（2）反应装置的温度控制在40℃左右，其中的反应化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，此时欲加快该反应速率可采取的措施有搅拌（或采用更细的铁粉）（写出一种即可）．
（3）实验中，对第一次循环中反应液的pH在ABD三点进行跟踪监测，ABD三点pH由小到大的次序为BDA，若忽略循环中的热量散失，CD两点中温度高的是D点．
（4）经过多次循环以后导出反应液，经过冷却结晶、过滤、洗净晶体和干燥即可制得FeSO4•7H2O．
（5）上述流程中存在两个可改进处，一是废热利用，二是可利用尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH4O（同时有H2O生成），该反应的化学方程式为CO2+3H2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH4O+H2O．

分析 （1）根据气体的溶解度随温度的升高而降低分析并写出反应的方程式；
（2）根据反应液的成分是硫酸和铁粉反应写出反应的方程式，搅拌或增大反应物的接触面积会使反应加快；
（3）根据各点的成分分析溶液的pH，根据反应伴随能量的变化分析温度高低；
（4）根据分离混合物的方法分析操作步骤；
（5）根据反应的特点放热及书写方程式的步骤写出反应的方程式．

解答 解：（1）温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行，因此吸收装置的温度不宜过高；故填：温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应的进行；
（2）反应装置中产生的硫酸和铁反应产生硫酸亚铁和氢气，要加快反应可以进行搅拌（或采用更细的铁粉）；故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；搅拌（或采用更细的铁粉）；
（3）A点是纯水，因此pH=7，B点是硫酸溶液，因此pH＜7，D点可能存在为完全反应的硫酸，因此pH会增大，但仍然＜7，因此ABD三点pH由小到大的次序为BDA；D点是铁和硫酸反应的溶液，反应放热，因此温度会升高，即D点的温度高于C点；故填：BDA；D；
（4）由于反应放热，因此可以通过冷却降温的方法使硫酸亚铁结晶析出，然后通过过滤得到晶体；故填：冷却结晶；过滤；
（5）由于反应放热，因此可以进行废热回收利用；尾气1的成分是二氧化碳，尾气2的成分是氢气，二氧化碳和氢气在一定条件下催化合成甲醇CH4O，同时有H2O生成，因此反应的方程式为：CO2+3H2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH4O+H2O；故填：废热利用；CO2+3H2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH4O+H2O．

点评 本题为信息题的考查，涉及了反应速率、质量守恒定律、化学与生活等的考查，能够考查学生的分析问题能力，难度较大．

练习册系列答案
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16．管道疏通剂的主要成分是氢氧化钠和铝粉，可使堵塞的管道畅通无阻．
（1）管道疏通剂疏通管道的原理是：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑．
（2）管道疏通剂不能与“洁厕灵”混合使用，用化学方程式表示原因NaOH+HCl=NaCl+H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑．
17．请用化学符号填空：
3个氮分子3N2；形成酸雨的主要气体SO2．
14．已知：氧化铜可以加快过氧化氢溶液产生氧气的速度，二氧化锰与硫酸不发生反应．某黑色粉末可能由铁粉、炭粉、氧化铜、二氧化锰中的一种或几种组成，进行如下实验：①取少量固体加入过氧化氢溶液，有大里气泡产生；②继续加入足量的稀硫酸，无气泡产生；③过滤，向滤出的不溶物中再次加入过氧化氢溶液，又有大量气泡产生．下列对固体粉末成分的判断中，正确的是（　　）
A．可能有铁粉B．一定有炭粉C．一定有氧化铜D．一定有二氧化锰
3．在一次实验课上，老师让同学们用从各自家中装修剩下的大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳．（1）此反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．小明发现，相邻小组气体产生的速率比自己小组的快．小明将这一情况报告老师，老师鼓励他们对此问题共同探究．
[提出问题]影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么？
[作出猜想]①因为来自不同地点所以大理石中大理石的中碳酸钙的含量不同；
②所用盐酸的溶质质量分数不同；
③还可能是大理石的颗粒大小不同等．
[设计实验]（1）验证猜想②是否成立，要写出你设计的实验：分别取质量、形状相同的大理石分别加入到等体积的5%及10%的稀盐酸中进行实验（合理即可）．
（2）[交流讨论]实验中甲同学通过观察气泡产生的剧烈程度，比较反应速率．乙同学认为不妥，请你写出你的看法及理由速率都较快，无法比较气泡的多少．丙同学建议使用排水法收集二氧化碳，发现二氧化碳也能用排水集气法将集气瓶中的水排尽并集满，但一般我们说二氧化碳能溶解于水中所以不能用排水法收集，请你猜想试说出此种方法收集满二氧化碳的原因二氧化碳溶于水较少，溶解达到饱和后不再溶解；或收集速率大于溶解速率等，如果你有更好的方法比较产生气体快慢的方法请写出一种（表述或画图均可）排油法（水的上方放一层植物油）或连接气球收集等．
13．酚酞是实验室常用的酸碱指示剂，其化学式是C20H14O4，下列说法中不正确的是（　　）
A．一个酚酞分子由20个碳原子、14个氢原子和4个氧原子构成
B．酚酞溶液有酒精的气味，猜想酚酞溶液是酚酞溶于乙醇中形成的
C．酚酞中氢元素的质量分数计算式是$\frac{14}{318}$×100%
D．在“分子运动现象的实验”中，酚酞分子扩散到氨水中，使氨水变红色
20．人类的生活和工农业生产都离不开水．下图四自来水厂净化过程示意图．

请根据图示回答下列问题：
（1）自来水厂生产自来水时，使用的净水方法有A、B、E；
A．沉淀　　　　　　　B．过滤　　　　　　　C．煮沸　　　　　　　D．蒸馏　　　　　　　E．吸附
（2）取水后加入絮凝剂（明矾）的作用是吸附水中的杂质，使其沉降；
（3）自来水厂常用二氧化氯进行投药消毒，二氧化氯的化学式为ClO2，生活中常用煮沸的方法将硬水转化成软水．
17．下列各组物质间通过一步反应就能实现如图转化的是（　　）
XYZ
ACa（OH）2CaCO3CaO
BAgNO3Ba（NO3）2BaSO4
CCuCuOCuCl2
DFe2O3FeFeCl2
A．AB．BC．CD．D
15．元素周期表是学习和研究化学的重要工具．请根据下表（元素周期表的部分内容）回答有关问题：
族
周期		I AⅡAⅢAⅣAVAⅥAⅦA0
   311 Na
  钠
22.99		12 Mg
 镁
24.31		13 Al
  铝
26.98		14  Si
  硅
28.09		15  P
  磷
30.97		16  S
  硫
32.06		17 Cl
  氯
35.45		18 Ar
  氩
39.95
（1）写出化学符号：①硫离子S2-；②三个钠原子3Na；③氩气Ar．
（2）请从上表中查出关于硅元素的一条信息：硅原子核内质子数为14（硅元素属于非金属元素等）．
（3）第3横行（周期）中属于金属元素的是钠（或镁、铝）（填一种），该元素的离子与Cl-形成的化合物的化学式为NaCl（或MgCl2、AlCl3）．

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