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_______。

(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】Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O CaSO4 3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑ 溶液中的部分SO32-不稳定，易被氧化生成SO42- 减小

【解析】

粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)和稀硫酸混合，Al2O3与硫酸发生反应Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，SiO2和稀硫酸不反应，过滤溶液得滤渣Ⅰ为SiO2，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，Ca2+与溶液中的SO42-结合形成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H2SO3易被氧化生成H2SO4，H2SO4电离产生SO42-，再结合题目分析解答。

(1) 酸浸时粉煤灰中的Al2O3和稀硫酸混合，发生反应Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；

(2)SiO2是酸性氧化物，和稀硫酸不反应，过滤得滤渣Ⅰ为SiO2，滤液中含有Al2(SO4)3，调节pH=3.6，加入CaCO3粉末，发生反应CaCO3+H2SO4=CaSO4+CO2↑+H2O，CaSO4为微溶物，所以滤渣Ⅱ的成分主要为CaSO4；若溶液的pH偏高，溶液中的Al3+和OH-离子反应生成Al(OH)3，所以将会导致溶液中铝元素的含量降低，反应方程式为3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2↑；

(3)SO2被吸收后，二氧化硫和水反应生成的H2SO3易被氧化生成H2SO4，H2SO4电离产生SO42-，所以流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2的量，加热分解后的溶液中SO42-浓度增大，促进生成Al2(SO4)x(OH)6-2x，则溶液的酸性增强，溶液的pH减小。