Question

【题目】热电厂用碱式硫酸铝[Al2（SO4）3Al2O3]吸收烟气中低浓度的二氧化硫．具体过程如下：
（1）碱式硫酸铝溶液的制备 往Al2（SO4）3溶液中加入一定量CaO粉末和蒸馏水，可生成碱式硫酸铝（络合物，易溶于水），同时析出生石膏沉淀[CaSO42H2O]，反应的化学方程式为 ．
（2）SO2的吸收与解吸．吸收液中碱式硫酸铝活性组分Al2O3对SO2具有强大亲和力，化学反应为：Al2（SO4）3Al2O3（aq）+3SO2（g）Al2（SO4）3Al2（SO3）3（aq）△H＜0．工业流程如图1所示：
①高温烟气可使脱硫液温度升高，不利于SO2的吸收．生产中常控制脱硫液在恒温40～60oC，试分析原因 ．
②研究发现，I中含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种：其一是与溶液中的水结合．其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合，通过酸度计测定不同参数的吸收液的pH变化，结果如2图所示：
据此判断初始阶段，SO2的结合方式是 ． 比较x、y、z的大小顺序 ．
③III中得到再生的碱式硫酸铝溶液，其n（Al2O3）：n[Al2（SO4）3]比值相对I中有所下降，请用化学方程式加以解释： ．
（3）解吸得到较纯的SO2 ， 可用于原电池法生产硫酸如图3． ①电极b周围溶液pH（填“变大”、“变小”或“不变”）
②电极a的电极反应式是 ．

Answer 1

【答案】
（1）2Al2（SO4）3+3CaO+6H2O=Al2（SO4）3?Al2O3+3CaSO4?2H2O
（2）碱式硫酸铝吸收SO2的反应为放热反应，降温使平衡正向移动，有利于SO2的吸收；与活性Al2O3结合；y＞x＞z；2Al2（SO3）3+3O2=2Al2（SO4）3或2[Al2（SO4）3?Al2（SO3）3]+3O2=4Al2（SO4）3
（3）变大；SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣
【解析】解：（1）往Al2（SO4）3溶液中加入一定量CaO粉末和蒸馏水，可生成碱式硫酸铝Al2（SO4）3Al2O3 ， 同时析出生石膏沉淀[CaSO42H2O]，化学方程式为：2Al2（SO4）3+3CaO+6H2O=Al2（SO4）3Al2O3+3CaSO42H2O； 所以答案是：2Al2（SO4）3+3CaO+6H2O=Al2（SO4）3Al2O3+3CaSO42H2O；（2）①碱式硫酸铝吸收SO2的反应为放热反应，降温使平衡正向移动，有利于SO2的吸收，生产中常控制脱硫液在恒温40～60oC；所以答案是：碱式硫酸铝吸收SO2的反应为放热反应，降温使平衡正向移动，有利于SO2的吸收；②由图2可知，碱式硫酸铝中的活性Al2O3含量不同时，酸度计测定不同参数的吸收液的pH有变化，说明SO2的结合方式是与活性Al2O3结合，pH相同时，活性Al2O3吸收越多SO2 ， 则y＞x＞z；所以答案是：与活性Al2O3结合；y＞x＞z；③Al2（SO4）3Al2（SO3）3溶液恒温98℃，溶液分解得到III中得到再生的碱式硫酸铝溶液，分解过程中部分Al2（SO3）3被氧化为Al2（SO4）3 ， 2Al2（SO3）3+3O2=2Al2（SO4）3或2[Al2（SO4）3Al2（SO3）3]+3O2=4Al2（SO4）3 ， 其n（Al2O3）：n[Al2（SO4）3]比值相对I中有所下降；所以答案是：2Al2（SO3）3+3O2=2Al2（SO4）3或2[Al2（SO4）3Al2（SO3）3]+3O2=4Al2（SO4）3；（3）①电极b为空气中氧气放电结合氢离子的反应，氢离子浓度减小，pH增大；所以答案是：变大；②电极a为二氧化硫放电失电子发生的氧化反应，电极反应式为：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣；所以答案是：SO2﹣2e﹣+2H2O=4H++SO42﹣ ．