Question

10．烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放，还能将其转化为石膏（CaSO₄•2H₂O）等产品，实现“变废为宝”．转化关系如下：

【信息资料】①亚硫酸盐不稳定，易被空气中的氧气氧化成硫酸盐．
②化学反应中化合价的变化规律：若有元素化合价升高，必有元素化合价降低．
（1）二氧化硫的排放会导致的环境问题是使亚硫酸完全转化为亚硫酸钙，可用高锰酸钾溶液检验烟气中二氧化硫．
（2）加入过量石灰石的目的是使亚硫酸完全转化为亚硫酸钙，反应的化学方程式是CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O，基本类型是复分解反应；
（3）在氧化阶段，发生反应的化学方程式是2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄；
（4）硫酸钙在高温条件下会分解生成二氧化硫和另外2种生成物，其中一种是金属氧化物．请写出硫酸钙分解的化学方程式是2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；
（5）某电厂用煤200吨（含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏25.8吨；
（6）在整个转化过程中，不利于脱硫的影响因素是bc（填序号）．
a．搅拌      b．烟尘含量过高  c．烟气温度过高    d．石灰石细颗粒．

Answer 1

分析 （1）根据将烟气中的SO₂直接排放到空气中，可能会导致酸雨，根据二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色进行分析；
（2）根据碳酸钙和亚硫酸反应会生成亚硫酸钙、水和二氧化碳进行分析；
（3）根据亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙，反应前后各元素的化合价进行分析；
（4）根据硫酸钙分解的反应原理分析解答；
（5）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO₄•2H₂O；根据关系式S～SO₂～CaSO₄•2H₂O来计算；
（6）根据不利于脱硫的影响因素进行分析；

解答 解：
（1）将烟气中的SO₂直接排放到空气中，可能会导致酸雨；可用使高锰酸钾溶液检验烟气中二氧化硫；
（2）碳酸钙和亚硫酸反应会生成亚硫酸钙、水和二氧化碳，所以设备2中，加入CaCO₃的目的是将H₂SO₃转化为CaSO₃；反应的化学方程式是：CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O； 基本类型是复分解反应；
（3）亚硫酸钙和氧气反应生成硫酸钙，化学方程式为：2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄；
（4）硫酸钙在高温条件下会分解生成二氧化硫和另外2种生成物，其中一种是金属氧化物．硫酸钙分解的化学方程式是：2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；
（5）二氧化硫与碳酸钙反应生成亚硫酸钙与二氧化碳，反应方程式为：SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂，亚硫酸钙在水存在的条件下被氧气氧化生成CaSO₄•2H₂O，反应方程式为：2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O），总反应为：2CaCO₃+2SO₂+O₂+4H₂O═2（CaSO₄•2H₂O）+2CO₂；
故答案为：SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂；2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）；
      S～SO₂ ～CaSO₄•2H₂O
      32             172
200t×2.5%×96%       m
$\frac{32}{200t×2.5%×96%}=\frac{172}{m}$
m=25.8t
（6）在整个转化过程中，不利于脱硫的影响因素是烟尘含量过高和烟气温度过高；
答案：
（1）形成酸雨；  高锰酸钾；
（2）使亚硫酸完全转化为亚硫酸钙；  CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O； 复分解反应；
（3）2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄
（4）2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；    
（5）25.8；  
（6）bc

点评 本题考查了燃料脱硫的原理等，题中难度中等，注意化学方程式的书写，为该题的易错点和难点．注意流程分析和设计方法和理解是解答的关键．