Question

（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”）。

Answer

（1）Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4）3 + 3H2O，SiO2；（2）CaSO4，3CaCO3 + 2Al3＋ + 3SO42－ + 3H2O = 2Al(OH）3 + 3CaSO4 + 3CO2↑；（3）溶液中的部分SO32－被氧化成SO42－ ，减小。

【解析】

试题分析：（1）粉煤灰中主要含Al2O3、SiO2，其中Al2O3是两性氧化物，能与酸反应：Al2O3＋H2SO4=Al2(SO4）3＋3H2O，SiO2是酸性氧化物，不与硫酸反应，所以滤渣Ⅰ的成分是SiO2；（2）加入碳酸钙消耗硫酸，调节pH至3.6，生成微溶于水的CaSO4，因此滤渣Ⅱ为CaSO4，如果溶液的pH偏高，溶液中的Al3＋和OH－反应生成Al(OH）3，所以将会导致溶液中氯元素的含量降低，其反应方程式：3CaCO3 + 2Al3＋ + 3SO42－ + 3H2O = 2Al(OH）3 + 3CaSO4 + 3CO2↑；（3）SO2被吸收后转变成SO32－，而SO32－不稳定容易被氧化成SO42－，因此流程中经完全热分解放出的SO2量小于吸收的SO2的量，加热分解后的溶液中SO42－浓度增大，促进生成Al2(SO4）x(OH）6-2x，，则溶液的酸性增强，溶液pH减小。

考点：考查SO2的污染和治理、化学原理等知识。