Question

10．某研究人员按下图所示流程进行“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，然后连续通入含有CO₂、SO₂的燃煤烟气和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．经过多次循环后，导出的反应液可用于制备FeSO₄•7H₂O．

（1）吸收装置中水温不宜过高，原因是温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应进行；该装置中总反应的化学方程式为2SO₂+2X+O₂═2H₂SO₄，则X的化学式为H₂O．
（2）反应装置中的反应化学方程式为H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑．
（3）经过多次循环以后导出反应液，经过冷却、过滤、洗净晶体和干燥即可制得FeSO₄•7H₂O．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
（4）若吸收装置内气体吸收完全，所得尾气1和尾气2在一定条件下催化合成甲醇CH₃OH，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．

Answer 1

分析 （1）根据高温不利于气体的溶解，质量守恒定律进行分析；
（2）根据硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气进行分析；
（3）根据铁元素在人体的作用进行分析；
（4）根据二氧化碳和氢气在催化剂的条件下生成甲醇和水进行分析．

解答 解：（1）高温不利于气体的溶解，所以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，不利于反应进行，装置中总反应的化学方程式为2SO₂+2X+O₂═2H₂SO₄，反应前S：2，O：6，反应后S：2，O：8，H：4
反应后一个X分子的组成为2个氢原子、2个氧原子，故化学式为：H₂O；
（2）硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑；
（3）经过多次循环以后导出反应液，经过冷却、过滤、洗净晶体和干燥即可制得FeSO₄•7H₂O，在医疗上常用于治疗贫血症，故选：D；
（4）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），二氧化碳和氢气在催化剂的条件下生成甲醇和水，化学方程式为：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．
故答案为：
（1）温度过高，气体的溶解度下降，不利于反应进行；H₂O；
（2）H₂SO₄+Fe=FeSO₄+H₂↑；
（3）D；
（4）CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．

点评 本题考查根据化学方程式推断物质的化学式．此类试题的解题依据是质量守恒定律，只要能深刻理解质量守恒定律的含义，不难解决．