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9. 工业上可以通过以下工艺流程处理工厂排放的含二氧化硫的尾气，并获得硫酸和氢气。
（1）主反应器中发生反应的化学方程式为
（2）已知在膜反应器中，HI气体加热分解为氢气和碘蒸气。请写出该反应的化学方程式：
（3）在整个工艺流程中，能被循环利用的物质是
（1）主反应器中发生反应的化学方程式为
$SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}\stackrel{}{=\!=\!=}H_{2}SO_{4}+2HI$
；该反应的物质中属于氧化物的有$SO_{2}、H_{2}O$
；该反应前后，化合价发生变化的元素有碘和硫（S）
。（2）已知在膜反应器中，HI气体加热分解为氢气和碘蒸气。请写出该反应的化学方程式：
$2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$
。（3）在整个工艺流程中，能被循环利用的物质是
I₂
。答案
9. (1) $SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}\stackrel{}{=\!=\!=}H_{2}SO_{4}+2HI$ $SO_{2}、H_{2}O$ 硫（S）
(2) $2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$
(3) $I_{2}$
(2) $2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$
(3) $I_{2}$
解析
【分析】
首先根据工艺流程确定各反应器的反应物与生成物，结合化学方程式书写规则、氧化物定义、化合价变化规律、物质循环特点逐一分析问题：主反应器的反应物为SO₂、H₂O、I₂，生成物为H₂SO₄和HI，据此配平反应式；氧化物需满足“两种元素组成且含O元素”，结合反应物质判断；化合价变化元素需对比反应前后元素价态；膜反应器中HI分解为H₂和I₂，据此写分解反应式；循环物质是流程中可重复利用的物质，从流程图中追踪即可。
【解析】
（1）主反应器中，SO₂、H₂O与I₂反应生成H₂SO₄和HI，配平后化学方程式为：$SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}=\!=\!=H_{2}SO_{4}+2HI$；氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，反应中$SO_{2}$、$H_{2}O$符合该定义，属于氧化物；反应中，I元素从单质I₂的0价变为HI中的-1价，S元素从SO₂中的+4价变为H₂SO₄中的+6价，H、O元素化合价不变，故化合价发生变化的元素还有硫（S）。
（2）膜反应器中，HI在加热条件下分解为H₂和I₂，化学方程式为：$2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$。
（3）从流程图可知，I₂在膜反应器中生成后，又被送回主反应器作为反应物，因此能被循环利用的物质是$I_{2}$。
【答案】
(1) $SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}=\!=\!=H_{2}SO_{4}+2HI$；$SO_{2}、H_{2}O$；硫（S）
(2) $2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$
(3) $I_{2}$
【知识点】
化学方程式书写；氧化物与化合价判断；物质循环
【点评】
本题结合工业工艺流程考查化学基础知识点，需准确分析各反应器的物质转化，掌握氧化物、化合价的判断方法，以及循环物质的识别，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先根据工艺流程确定各反应器的反应物与生成物，结合化学方程式书写规则、氧化物定义、化合价变化规律、物质循环特点逐一分析问题：主反应器的反应物为SO₂、H₂O、I₂，生成物为H₂SO₄和HI，据此配平反应式；氧化物需满足“两种元素组成且含O元素”，结合反应物质判断；化合价变化元素需对比反应前后元素价态；膜反应器中HI分解为H₂和I₂，据此写分解反应式；循环物质是流程中可重复利用的物质，从流程图中追踪即可。
【解析】
（1）主反应器中，SO₂、H₂O与I₂反应生成H₂SO₄和HI，配平后化学方程式为：$SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}=\!=\!=H_{2}SO_{4}+2HI$；氧化物是由两种元素组成且其中一种为氧元素的化合物，反应中$SO_{2}$、$H_{2}O$符合该定义，属于氧化物；反应中，I元素从单质I₂的0价变为HI中的-1价，S元素从SO₂中的+4价变为H₂SO₄中的+6价，H、O元素化合价不变，故化合价发生变化的元素还有硫（S）。
（2）膜反应器中，HI在加热条件下分解为H₂和I₂，化学方程式为：$2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$。
（3）从流程图可知，I₂在膜反应器中生成后，又被送回主反应器作为反应物，因此能被循环利用的物质是$I_{2}$。
【答案】
(1) $SO_{2}+2H_{2}O+I_{2}=\!=\!=H_{2}SO_{4}+2HI$；$SO_{2}、H_{2}O$；硫（S）
(2) $2HI\stackrel{△}{=\!=\!=}H_{2}+I_{2}$
(3) $I_{2}$
【知识点】
化学方程式书写；氧化物与化合价判断；物质循环
【点评】
本题结合工业工艺流程考查化学基础知识点，需准确分析各反应器的物质转化，掌握氧化物、化合价的判断方法，以及循环物质的识别，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6
方法点拨
活动 利用化学方程式进行简单计算
液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。已知卫星要被送达预定轨道，火箭至少需要充分燃烧200 kg的液氢才能产生足够的能量。为满足这些液氢完全燃烧，至少应在火箭发动机的贮箱中填充多少千克的液氧？
活动 利用化学方程式进行简单计算
液氢和液氧是火箭发射的常用推进剂。已知卫星要被送达预定轨道，火箭至少需要充分燃烧200 kg的液氢才能产生足够的能量。为满足这些液氢完全燃烧，至少应在火箭发动机的贮箱中填充多少千克的液氧？
答案
解：设至少应在火箭发动机的贮箱中填充的液氧的质量为x。
$2H_{2} + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O$
4 32
200 kg x
$\dfrac{4}{32}=\dfrac{200\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=\dfrac{32×200\ \mathrm{kg}}{4}=1600\ \mathrm{kg}$
答：至少应在火箭发动机的贮箱中填充的液氧的质量为1600 kg。
$2H_{2} + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O$
4 32
200 kg x
$\dfrac{4}{32}=\dfrac{200\ \mathrm{kg}}{x}$
$x=\dfrac{32×200\ \mathrm{kg}}{4}=1600\ \mathrm{kg}$
答：至少应在火箭发动机的贮箱中填充的液氧的质量为1600 kg。
解析
【分析】
本题是利用化学方程式进行简单计算的基础题型，解题思路为：1. 明确液氢燃烧的反应原理，写出正确的化学方程式；2. 找出反应中液氢（$\ce{H_{2}}$）和液氧（$\ce{O_{2}}$）的相对质量比；3. 设出未知量（液氧的质量），将已知液氢的质量和未知量对应到化学方程式的相关物质下方；4. 根据化学方程式中各物质的质量比为定值，列出比例式求解；5. 规范作答。
【解析】
解：设至少应在火箭发动机的贮箱中填充的液氧的质量为$x$。
液氢燃烧的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
反应中$\ce{H_{2}}$的相对质量总和为$2×2=4$，$\ce{O_{2}}$的相对质量为$32$，对应实际质量分别为$200\ \mathrm{kg}$和$x$。
根据化学方程式中各物质的质量比恒定，可得：
$\dfrac{4}{32}=\dfrac{200\ \mathrm{kg}}{x}$
解得：$x=\dfrac{32×200\ \mathrm{kg}}{4}=1600\ \mathrm{kg}$
答：至少应在贮箱中填充的液氧的质量为$1600\ \mathrm{kg}$。
【答案】
1600 kg
【知识点】
根据化学方程式的简单计算、氢气的可燃性
【点评】
本题是化学计算的基础题型，考查利用化学方程式进行简单计算的规范步骤，需掌握设未知量、写方程式、找质量比、列比例式、计算作答的流程，难度较低，是学生必须掌握的核心基础知识点。
【难度系数】
0.8
本题是利用化学方程式进行简单计算的基础题型，解题思路为：1. 明确液氢燃烧的反应原理，写出正确的化学方程式；2. 找出反应中液氢（$\ce{H_{2}}$）和液氧（$\ce{O_{2}}$）的相对质量比；3. 设出未知量（液氧的质量），将已知液氢的质量和未知量对应到化学方程式的相关物质下方；4. 根据化学方程式中各物质的质量比为定值，列出比例式求解；5. 规范作答。
【解析】
解：设至少应在火箭发动机的贮箱中填充的液氧的质量为$x$。
液氢燃烧的化学方程式为：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{\mathrm{点燃}} 2H_{2}O}$
反应中$\ce{H_{2}}$的相对质量总和为$2×2=4$，$\ce{O_{2}}$的相对质量为$32$，对应实际质量分别为$200\ \mathrm{kg}$和$x$。
根据化学方程式中各物质的质量比恒定，可得：
$\dfrac{4}{32}=\dfrac{200\ \mathrm{kg}}{x}$
解得：$x=\dfrac{32×200\ \mathrm{kg}}{4}=1600\ \mathrm{kg}$
答：至少应在贮箱中填充的液氧的质量为$1600\ \mathrm{kg}$。
【答案】
1600 kg
【知识点】
根据化学方程式的简单计算、氢气的可燃性
【点评】
本题是化学计算的基础题型，考查利用化学方程式进行简单计算的规范步骤，需掌握设未知量、写方程式、找质量比、列比例式、计算作答的流程，难度较低，是学生必须掌握的核心基础知识点。
【难度系数】
0.8
