题目内容
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”）．
（4）热分解产生的二氧化硫可以被溴水吸收，反应的离子方程式为 ．
（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
（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
（4）热分解产生的二氧化硫可以被溴水吸收，反应的离子方程式为
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
专题：实验设计题
分析：粉煤灰（主要含Al2O3、SiO2等）和稀硫酸混合，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，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-，弱酸根离子转化为强酸根离子，
（1）氧化铝与稀硫酸反应，二氧化硅不溶于硫酸；
（2）硫酸钙属于微溶物，易形成沉淀；若溶液的pH偏高，溶液中的Al 3+和OH-离子反应生成Al（OH）3；
（3）在溶液中SO32-易被氧化生成SO42-，弱酸根离子转化为强酸根离子溶液酸性增强；
（4）二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸．
（1）氧化铝与稀硫酸反应，二氧化硅不溶于硫酸；
（2）硫酸钙属于微溶物，易形成沉淀；若溶液的pH偏高，溶液中的Al 3+和OH-离子反应生成Al（OH）3；
（3）在溶液中SO32-易被氧化生成SO42-，弱酸根离子转化为强酸根离子溶液酸性增强；
（4）二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸．
解答：
解：粉煤灰和稀硫酸混合，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，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，
故答案为：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；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Al 3+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+2Al2（SO4）3+6H2O═Al2（SO4）3?Al2O3+3CaSO4?2H2O+3CO2↑，离子反应为3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al（OH）3+3CaSO4+3CO2↑，
故答案为：CaSO4；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；
故答案为：溶液中的部分SO32- 被氧化成SO42-；减小；
（4）二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，硫酸和氢溴酸均为强酸，其反应的离子方程式为：SO2+Br2+2H2O═4H++SO42-+2Br-；
故答案为：SO2+Br2+2H2O═4H++SO42-+2Br-．
（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，
故答案为：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O；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Al 3+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+2Al2（SO4）3+6H2O═Al2（SO4）3?Al2O3+3CaSO4?2H2O+3CO2↑，离子反应为3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al（OH）3+3CaSO4+3CO2↑，
故答案为：CaSO4；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；
故答案为：溶液中的部分SO32- 被氧化成SO42-；减小；
（4）二氧化硫与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，硫酸和氢溴酸均为强酸，其反应的离子方程式为：SO2+Br2+2H2O═4H++SO42-+2Br-；
故答案为：SO2+Br2+2H2O═4H++SO42-+2Br-．
点评：本题考查了物质的制备原理，明确物质的性质是解本题关键，会从整体上分析每一步发生的反应及基本操作，知道加入物质的用途，题目难度中等．
练习册系列答案
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