Question

煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放．實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰（主要含Al₂O₃、SiO₂等）制備堿式硫酸鋁[Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃]溶液，并用于煙氣脫硫研究．

（1）酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；濾渣I的主要成分為

 

（填化學(xué)式）．
（2）濾渣Ⅱ的主要成分為

 

（填化學(xué)式）；制備堿式硫酸鋁[Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃]溶液的化學(xué)方程式為

 

．
（3）吸收煙氣中SO₂的化學(xué)方程式為Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃+3SO₂=Al（SO₄）₃?Al₂（SO₃）₃．通入空氣氧化，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；氧化后循環(huán)利用的溶液的pH將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：粉煤灰和稀硫酸混合，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，過(guò)濾溶液得濾渣Ⅰ為SiO₂，濾液中含有Al₂（SO₄）₃，調(diào)節(jié)pH=3.6，加入CaCO₃粉末，發(fā)生反應(yīng)CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，CaSO₄為微溶物，所以濾渣Ⅱ的成分主要為CaSO₄，過(guò)濾得濾液Ⅱ，二氧化硫和水反應(yīng)生成的SO₃^2-易被氧化生成SO₄^2-，弱酸根離子轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸根離子，再結(jié)合題目分析解答．

解答： 解：粉煤灰和稀硫酸混合，發(fā)生反應(yīng)Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，過(guò)濾溶液得濾渣Ⅰ為SiO₂，濾液中含有Al₂（SO₄）₃，調(diào)節(jié)pH=3.6，加入CaCO₃粉末，發(fā)生反應(yīng)CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，CaSO₄為微溶物，所以濾渣Ⅱ的成分主要為CaSO₄，過(guò)濾得濾液Ⅱ，二氧化硫和水反應(yīng)生成的SO₃^2-易被氧化生成SO₄^2-，
（1）通過(guò)以上分析知，酸浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al₂O₃+3H₂SO₄═Al₂（SO₄）₃+3H₂O，氧化鋁和稀硫酸完全反應(yīng)、二氧化硅和稀硫酸不反應(yīng)，所以濾渣I的成分為SiO₂，
故答案為：Al₂O₃+3H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+3H₂O；SiO₂；
（2）通過(guò)以上分析知，濾渣Ⅱ的成分是CaSO₄，若溶液的pH偏高，溶液中的Al ³⁺和OH^-離子反應(yīng)生成Al（OH）₃，所以將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低，反應(yīng)方程式為：3CaCO₃+2Al₂（SO₄）₃+6H₂O═Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃+3CaSO₄?2H₂O+3CO₂↑；
故答案為：CaSO₄；3CaCO₃+2Al₂（SO₄）₃+6H₂O═Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃+3CaSO₄?2H₂O+3CO₂↑；
（3）吸收煙氣中SO₂的化學(xué)方程式為：Al₂（SO₄）₃?Al₂O₃+3SO₂=Al（SO₄）₃?Al₂（SO₃）₃，通入空氣氧化發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al（SO₄）₃?Al₂（SO₃）₃+3O2=4Al₂（SO₄）₃，氧化后循環(huán)利用的溶液的pH將減小；
故答案為：Al（SO₄）₃?Al₂（SO₃）₃+3O₂=4Al₂（SO₄）₃，減�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)的制備原理，明確物質(zhì)的性質(zhì)是解本題關(guān)鍵，會(huì)從整體上分析每一步發(fā)生的反應(yīng)及基本操作，知道加入物質(zhì)的用途，題目難度中等．