Question

煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實驗室用粉煤灰(主要含Al₂O₃、SiO₂等)制備堿式硫酸鋁[Al₂(SO₄)_x(OH)_6－2x]溶液，并用于煙氣脫硫研究。

(1)酸浸時反應的化學方程式為____________________；濾渣Ⅰ的主要成分為________(填化學式)。

(2)加CaCO₃調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6，其目的是中和溶液中的酸，并使Al₂(SO₄)₃轉化為Al₂(SO₄)_x(OH)_6－2x。濾渣Ⅱ的主要成分為________(填化學式)；若溶液的pH偏高，將會導致溶液中鋁元素的含量降低，其原因是__________________________(用離子方程式表示)。

(3)上述流程中經(jīng)完全熱分解放出的SO₂量總是小于吸收的SO₂量，其主要原因是________________________；與吸收SO₂前的溶液相比，熱分解后循環(huán)利用的溶液的pH將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

(1)Al₂O₃＋3H₂SO₄===Al₂(SO₄)₃＋3H₂O　SiO₂

(2)CaSO₄　3CaCO₃＋2Al^3＋＋3SO＋3H₂O===2Al(OH)₃＋3CaSO₄＋3CO₂↑

(3)溶液中的部分SO被氧化成SO　減小

[解析] (1)粉煤灰中的Al₂O₃能與H₂SO₄反應生成Al₂(SO₄)₃，而SiO₂不能與H₂SO₄反應，因而濾渣Ⅰ為SiO₂。(2)濾液為Al₂(SO₄)₃，與CaCO₃反應生成微溶物CaSO₄，因而濾渣Ⅱ為CaSO₄。溶液中存在Al^3＋＋3H₂OAl(OH)₃＋3H^＋，CaCO₃＋2H^＋=== Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑，溶液的pH偏高，堿性增強，會促進Al^3＋水解，鋁元素容易轉化為Al(OH)₃沉淀而導致溶液中鋁元素含量降低。(3)＋4價S具有較強還原性，溶液中的SO容易被氧化為SO。SO₂在水中溶解度較大且SO₂溶于水生成H₂SO₃，且加熱時部分H₂SO₃會被氧化為酸性更強的H₂SO₄，因而比吸收SO₂前酸性增強，pH減小。