Question

【题目】烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。

（1）酸浸时反应的化学方程式为___________；滤渣I的主要成分为____________（填化学式）。

（2）加CaCO3调节溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2x。滤渣II的主要成分为___________（填化学式）；若溶液的pH偏高，将会导致溶液中铝元素的含量降低，其原因是___________________（用离子方程式表示）。

（3）上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量，其主要原因是____________；与吸收SO2前的溶液相比，热分解后循环利用的溶液的pH将__________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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-；减小。

【解析】

试题分析：粉煤灰和稀硫酸混合，其中的氧化铝与硫酸发生反应，发生反应方程式是Al2O3+3H2SO4= Al2(SO4)3+3H2O，酸性氧化物SiO2和稀硫酸不反应，过滤溶液得滤渣Ⅰ为SiO2；在过滤得到的滤液中含有Al2(SO4)3，调节pH=3.6，加入CaCO3粉末，发生反应CaCO3+2H+═Ca2++CO2↑+H2O，CaSO4为微溶物，所以滤渣Ⅱ的成分主要为CaSO4，过滤得滤液Ⅱ，二氧化硫和水反应生成的SO32-易被氧化生成SO42-。（1）通过以上分析知，酸浸时反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，氧化铝和稀硫酸完全反应、二氧化硅和稀硫酸不反应，所以滤渣I的成分为SiO2；（2）通过以上分析知，滤渣Ⅱ的成分是CaSO4，若溶液的pH偏高，溶液中的Al3+和OH-离子反应生成Al(OH)3沉淀，所以将会导致溶液中铝元素的含量降低，反应的离子方程式为：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-，所以上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2量；溶液中SO32-属于弱酸根离子被氧气氧化为转化为SO42-，SO42-为强酸根离子，则溶液酸性增强，pH减小。