Question

一种固定烟气中CO₂的工艺流程如下：

(1) “反应Ⅰ”中，CO₂与过量氨水反应的离子方程式为________。

(2) “反应Ⅰ”中，提高烟气中CO₂去除率的可行措施有________(填字母)。

a. 采用高温　　　　　b. 加快烟气流速　　　　　　c. 增大氨水浓度

(3) 若测得滤液中c(CO₃^2-)＝10^－2 mol·L^－1，则Ca^2＋是否沉淀完全？________(填“是”或“否”)。[c(Ca^2＋)<10^－5 mol·L^－1时视为沉淀完全；K_sp(CaCO₃)＝4.96×10^－9]

(4) “反应Ⅱ”中，溶液的pH和导电能力变化如图1所示，导电能力初始时快速降低，后来逐渐上升的原因是____________________________________________。

(5) CaCO₃可用于调节废水的pH，以除去其中的Fe^3＋。溶液pH对除铁效率影响如图2所示。

①除铁时应控制溶液的pH为________(填字母)。

a.  0.5～1.5　　　　　　　b. 1.5～2.5　　　　　　　c. 2.5～3.5

② 除铁时pH稍大会生成Fe(OH)₃胶体，显著降低除铁效率，其原因是________。

Answer

CO2＋2NH3·H2O===2NH＋CO＋H2O c 是 初始时快速降低，是由于NH、CO (或HCO)等离子浓度因反应快速降低所致;后来由于氨水的电离及过量Ca(OH)2的电离导致离子浓度增大，导电能力逐渐上升 b Fe(OH)3胶粒小不易过滤；Fe(OH)3胶粒吸附离子带相同电荷相互排斥，导致沉淀速率慢

【解析】

该工艺的目的是收集固定烟气中的CO2，先将烟气通入足量的氨水中，通过反应可将其转化为；再向反应后的溶液中加入石灰乳，石灰乳即Ca(OH)2的悬浊液，因此可再通过反应将转化为CaCO3沉淀，同时也使得氨水再生；将反应后的混合液过滤后，再经过洗涤和干燥即可得到纯度较高的CaCO3。

(1)反应Ⅰ中，CO2与过量氨水反应的离子方程式为：；

(2)a．升高温度会降低CO2的溶解，同时也会使氨水挥发，对提高去除率不利，a项不符；

b．加快烟气流速，会使气体与氨水的接触时间缩短，对于吸收CO2不利，b项不符；

c．增大氨水的浓度，可以使得CO2与氨水的反应速率加快，对提高去除率有利，c项符合；

答案选c；

(3)若，那么溶液中，Ca2+已经完全沉淀；

(4)溶液的导电能力与溶液中离子的总浓度以及离子所带的电荷量有关；初始时导电能力快速降低，是由于反应Ⅰ的发生使得和等离子浓度快速降低所致；后来导电能力又上升，由于反应Ⅰ生成的氨水的电离以及过量的Ca(OH)2电离导致离子的浓度又增加所致；

(5)①由图像可知，pH=2左右，铁的去除率较大，因此除铁时最好将溶液的pH控制在1.5~2.5，b项正确；

②胶体由于分散质粒子直径较小，可以透过滤纸，因此不便过滤；此外，Fe(OH)3胶体颗粒由于带相同的电荷，导致彼此之间相互排斥，难以沉降，这些都对除铁不利。