Question

2．某研究人員按如圖1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FeSO₄•2H₂O．

（1）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H₂O，該裝置中水溫不宜過高，原因是b（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
（2）反應(yīng)裝置中的反應(yīng)化學(xué)方程式為Fe+H₂SO₄═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（降溫結(jié)晶等）（填操作名稱）、過濾，得到硫酸亞鐵晶體．
（4）如圖2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150℃、4.5h（或4-5h之間）（分別指出溫度T和時(shí)間t）．它在醫(yī)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
（5）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CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)高溫不利于氣體的溶解，質(zhì)量守恒定律進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)硫酸和鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)從溶液中得到晶體的方法分析；
（4）根據(jù)曲線信息來分析；
（5）根據(jù)二氧化碳和氫氣在催化劑的條件下生成甲醇和水進(jìn)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(yīng)進(jìn)行，裝置中總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO₂+2X+O₂═2H₂SO₄，反應(yīng)前S：2，O：6，反應(yīng)后S：2，O：8，H：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，故化學(xué)式為：H₂O；故填：H₂O；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↑；故填：Fe+H₂SO₄═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；故填：冷卻結(jié)晶（降溫結(jié)晶等）；
（4）由“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150℃，4.5h （或4-5h之間）；貧血可能缺少鐵元素；故填：150℃，4.5h （或4-5h之間）；d；
（5）二氧化碳和氫氣在催化劑的條件下生成甲醇和水，化學(xué)方程式為：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₄O+H₂O．故填：CO₂+3H₂$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$CH₃OH+H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題為信息題，考查學(xué)生分析與應(yīng)用的能力，涉及影響反應(yīng)速率的因素、質(zhì)量守恒、化學(xué)與生活，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．