Question

【题目】碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末，反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液，反应方程式为

（2x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2[（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑

生成物（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。

（1）制备碱式硫酸铝溶液时，维持反应温度和反应时间不变，提高x值的方法有___________________。

（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中，溶液的pH___________（填“增大”、“减小”、“不变”）。

（3）通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值，测定方法如下：

①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL，加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应，静置后过滤、洗涤，干燥至恒重，得固体2.3300 g。

②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL，稀释至25 mL，加入0.1000 mol·L1EDTA标准溶液25.00 mL，调节溶液pH约为4.2，煮沸，冷却后用0.08000 mol·L1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗CuSO4标准溶液20.00 mL（已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1）。

计算（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值（写出计算过程）。

Answer 1

【答案】（12分）

（1）适当增加CaCO3的量或加快搅拌速率

（2）减小

（3）25mL溶液中：n(SO42)= n(BaSO4) ==0.0100 mol

2.5 mL溶液中：

n(Al3+) = n(EDTA)n(Cu2+)=0.1000 mol·L1×25.00 mL×103L·mL10.08000 mol·L1×20.00 mL

×103 L·mL1=9.000×104 mol

25 mL溶液中：n(Al3+)=9.000×103 mol

1 mol (1x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中

n(Al3+)=(2x)mol；n(SO42)=3(1x)mol

x=0.41

【解析】分析：（1）提高x的值，即促进Al3+的水解和CaSO4的生成。

（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2，溶液碱性减弱，pH减小。

（3）根据加入过量BaCl2溶液产生的固体计算n（SO42-）；由消耗的CuSO4计算过量的EDTA，由Al3+消耗的EDTA计算n（Al3+）；根据n（Al3+）与n（SO42-）之比计算x的值。

详解：（1）制备碱式硫酸铝溶液，维持反应温度和反应时间不变，提高x的值，即促进Al3+的水解和CaSO4的生成，可以采取的方法是：适当增加CaCO3的量、加快搅拌速率。

（2）碱式硫酸铝溶液吸收SO2，溶液碱性减弱，pH减小。

（3）25mL溶液中：n（SO42-）= n（BaSO4）==0.0100 mol

2.5 mL溶液中：n（Al3+） = n（EDTA）n（Cu2+）=0.1000 mol·L1×25.00 mL×103L·mL10.08000 mol·L1×20.00 mL×103 L·mL1=9.000×104 mol

25 mL溶液中：n（Al3+）=9.000×103 mol

1 mol （1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中n（Al3+）=（2-x）mol；n（SO42-）=3（1-x）mol

==，解得x=0.41。