题目内容
【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”)。
【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。
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【题目】下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)制备氯气选用的药品为:漂粉精固体和浓盐酸,相关的化学反应方程式为:__ __。
(2)装置B中饱和食盐水的作用是_________________________________;同时装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象__________。
(3)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性,为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入__ _。
A | B | C | D | |
Ⅰ | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 |
Ⅱ | 碱石灰 | 硅胶 | 浓硫酸 | 无水氯化钙 |
Ⅲ | 湿润的有色布条 | 湿润的有色布条 | 干燥的有色布条 | 干燥的有色布条 |
(4)设计装置D、E的目的是 。打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。观察到的现象是_______________________________。
(5)某同学建议将装置F中的药品改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,老师认为不妥,用总反应的离子方程式解释原因_____________________________________。