Question

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”)。

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　减小

[解析] (1)粉煤灰中的Al₂O₃能与H₂SO₄反应生成Al₂(SO₄)₃，而SiO₂不能与H₂SO₄反应，因而滤渣Ⅰ为SiO₂。(2)滤液为Al₂(SO₄)₃，与CaCO₃反应生成微溶物CaSO₄，因而滤渣Ⅱ为CaSO₄。溶液中存在Al^3＋＋3H₂OAl(OH)₃＋3H^＋，CaCO₃＋2H^＋=== Ca^2＋＋H₂O＋CO₂↑，溶液的pH偏高，碱性增强，会促进Al^3＋水解，铝元素容易转化为Al(OH)₃沉淀而导致溶液中铝元素含量降低。(3)＋4价S具有较强还原性，溶液中的SO容易被氧化为SO。SO₂在水中溶解度较大且SO₂溶于水生成H₂SO₃，且加热时部分H₂SO₃会被氧化为酸性更强的H₂SO₄，因而比吸收SO₂前酸性增强，pH减小。