(16分)某煤渣主要含有Al2O3、SiO2,可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·2Al(OH)3]溶液,用于烟气脱硫,减少SO2的排放,其制备流程:
已知:25℃,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 , Ksp(CaSO4)=9.1×10-6。
(1)操作①的名称 。
(2)酸浸时反应的离子方程式为 ;为了提高酸浸时铝元素的浸出率,可采取的措施____________________,___________________(写2条)。
(3)固体2的化学式是 ,试分析固体2生成的主要原因(用离子方程式结合文字简要说明) 。
(4)碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3,再向该溶液通入足量空气,生成一种硫酸盐,用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用,试写出有关反应的化学方程式: , 。
高三化学简答题困难题
(16分)某煤渣主要含有Al2O3、SiO2,可制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·2Al(OH)3]溶液,用于烟气脱硫,减少SO2的排放,其制备流程:
已知:25℃,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 , Ksp(CaSO4)=9.1×10-6。
(1)操作①的名称 。
(2)酸浸时反应的离子方程式为 ;为了提高酸浸时铝元素的浸出率,可采取的措施____________________,___________________(写2条)。
(3)固体2的化学式是 ,试分析固体2生成的主要原因(用离子方程式结合文字简要说明) 。
(4)碱式硫酸铝溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3,再向该溶液通入足量空气,生成一种硫酸盐,用于制备碱式硫酸铝溶液的循环使用,试写出有关反应的化学方程式: , 。
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(12分)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)3·Al2O3]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)滤渣Ⅱ的主要成分为 (填化学式);制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为 。
(3)吸收烟气中SO2的化学方程式为Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2 = Al(SO4)3·Al2(SO3)3。通入空气氧化,发生反应的化学方程式为 ;氧化后循环利用的溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
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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。
下列说法错误的是
A. 滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2
B. 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
C. 调节pH时若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,相应的离子方程式如下:3CaCO3+2Al3++3H2O=2Al(OH)3+3Ca2++3CO2↑
D. 上述流程中经完全热分解放出的SO2量总是小于吸收的SO2的量,其主要原因是溶液中的部分SO32-被氧化成SO42-
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(12分)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”)。
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(12分)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”)。
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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”)。
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(9分)烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫。
(1) (填“能”或“不能”)用NaOH溶液代替H2SO4溶液。
(2)酸浸时反应的离子方程式为 。
(3)加CaCO3调节溶液的pH至3.6其目的是 。
(4)已知粉煤灰中Al2O3的质量分数为40.8%,制得的碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]中x=1.5。某实验小组取80.0g粉煤灰进行上述实验,假设在整个过程中铝的损耗率为10%,则可制得碱式硫酸铝的质量为 。
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热电厂用碱式硫酸铝[Al2(SO4)3•Al2O3]吸收烟气中低浓度的二氧化硫。具体过程如下:
(1)碱式硫酸铝溶液的制备
往Al2(SO4)3溶液中加入一定量CaO粉末和蒸馏水,可生成碱式硫酸铝(络合物,易溶于水),同时析出生石膏沉淀[CaSO4·2H2O],反应的化学方程式为____。
(2)SO2的吸收与解吸。吸收液中碱式硫酸铝活性组分Al2O3对SO2具有强大亲和力,化学反应为:Al2(SO4)3·Al2O3(aq)+3SO2(g)Al2(SO4)3·Al2(SO3)3(aq) △H<0。工业流程如下图所示:
① 高温烟气可使脱硫液温度升高,不利于SO2的吸收。生产中常控制脱硫液在恒温40~60oC,试分析原因_____。
② 研究发现,I中含碱式硫酸铝的溶液与SO2结合的方式有2种:其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性Al2O3结合,通过酸度计测定不同参数的吸收液的pH变化,结果如下图所示:
据此判断初始阶段,SO2的结合方式是____。
比较x、y、z的大小顺序_____。
③ III中得到再生的碱式硫酸铝溶液,其n(Al2O3):n[Al2(SO4)3]比值相对I中有所下降,请用化学方程式加以解释:____。
(3)解吸得到较纯的SO2,可用于原电池法生产硫酸。
① 电极b周围溶液pH_____(填“变大”、“变小”或“不变”)
② 电极a的电极反应式是_____。
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碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2−x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O=2[(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑,生成物(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有___________________。
(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.3300g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入0.1000 mol·L−1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.08000 mol·L−1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。
计算(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值____(写出计算过程)。
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碱式硫酸铝溶液可用于烟气脱硫。室温下向一定浓度的硫酸铝溶液中加入一定量的碳酸钙粉末,反应后经过滤得到碱式硫酸铝溶液,反应方程式为(2−x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O=2[(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑,生成物(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影响碱式硫酸铝溶液的脱硫效率。
(1)制备碱式硫酸铝溶液时,维持反应温度和反应时间不变,提高x值的方法有___________________。
(2)碱式硫酸铝溶液吸收SO2过程中,溶液的pH___________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)通过测定碱式硫酸铝溶液中相关离子的浓度确定x的值,测定方法如下:
①取碱式硫酸铝溶液25.00 mL,加入盐酸酸化的过量BaCl2溶液充分反应,静置后过滤、洗涤,干燥至恒重,得固体2.3300g。
②取碱式硫酸铝溶液2.50 mL,稀释至25 mL,加入0.1000 mol·L−1EDTA标准溶液25.00 mL,调节溶液pH约为4.2,煮沸,冷却后用0.08000 mol·L−1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液20.00 mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)。
计算(1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值____(写出计算过程)。
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