Question

【題目】煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于煙氣脫硫研究。

（1）酸浸時反應的化學方程式為___________；濾渣I的主要成分為____________（填化學式）。

（2）加CaCO3調節溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3轉化為Al2(SO4)x(OH)6-2x。濾渣II的主要成分為___________（填化學式）；若溶液的pH偏高，將會導致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是___________________（用離子方程式表示）。

（3）上述流程中經完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量，其主要原因是____________；與吸收SO2前的溶液相比，熱分解后循環利用的溶液的pH將__________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；SiO2；

（2）CaSO4；3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CaSO4+3CO2↑；

（3）溶液中部分SO32-被氧化成SO42-；減小。

【解析】

試題分析：粉煤灰和稀硫酸混合，其中的氧化鋁與硫酸發生反應，發生反應方程式是Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O，酸性氧化物SiO2和稀硫酸不反應，過濾溶液得濾渣Ⅰ為SiO2；在過濾得到的濾液中含有Al2(SO4)3，調節pH=3.6，加入CaCO3粉末，發生反應CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O，CaSO4為微溶物，所以濾渣Ⅱ的成分主要為CaSO4，過濾得濾液Ⅱ，二氧化硫和水反應生成的SO32-易被氧化生成SO42-。（1）通過以上分析知，酸浸時反應的化學方程式為Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，氧化鋁和稀硫酸完全反應、二氧化硅和稀硫酸不反應，所以濾渣I的成分為SiO2；（2）通過以上分析知，濾渣Ⅱ的成分是CaSO4，若溶液的pH偏高，溶液中的Al3+和OH-離子反應生成Al(OH)3沉淀，所以將會導致溶液中鋁元素的含量降低，反應的離子方程式為：3CaCO3+2Al3++3SO42-+ 3H2O=2Al(OH)3↓+ 3CaSO4+ 3CO2↑；（3）溶液吸收二氧化硫生成SO32-，在溶液中SO32-易被氧化生成SO42-，所以上述流程中經完全熱分解放出的SO2量總是小于吸收的SO2量；溶液中SO32-屬于弱酸根離子被氧氣氧化為轉化為SO42-，SO42-為強酸根離子，則溶液酸性增強，pH減小。