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)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=Al₂(SO₄)₃·Al₂(SO₃)₃。通入空气氧化，发生反应的化学方程式为_______________________________________________________。

Answer

Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O SiO2 CaSO4·2H2O(或CaSO4) 2Al2(SO4)3＋3CaCO3＋6H2O=Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4·2H2O＋3CO2↑[或2Al2(SO4)3＋3CaCO3=Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4＋3CO2↑] 2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3＋3O2=4Al2(SO4)3[或2Al2(SO3)3＋3O2=2Al2(SO4)3]

【解析】

（1）明确氧化铝为两性氧化物，能够与酸反应，二氧化硅为酸性氧化物，不能与硫酸反应；

（2）明确加入碳酸钙的作用以及硫酸铝溶液的性质；

（3）明确硫及其化合物的性质尤其是+4价硫的还原性等。

(1)酸浸时Al2O3与硫酸发生复分解反应，反应的化学方程式为Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O；SiO2等不能与酸反应，所以滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2。

(2)在滤液中含有硫酸铝和过量的硫酸，当向其中加入CaCO3时，会发生复分解反应：CaCO3＋H2SO4=CaSO4＋CO2↑＋H2O；由于硫酸钙微溶于水，所以滤渣Ⅱ的主要成分为CaSO4(或CaSO4·2H2O)；制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为2Al2(SO4)3＋3CaCO3＋6H2O=Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4·2H2O＋3CO2↑或2Al2(SO4)3＋3CaCO3=Al2(SO4)3·Al2O3＋3CaSO4＋3CO2↑。

(3)通入空气氧化，空气中的氧气能够把Al2(SO3)3氧化为Al2(SO4)3，发生反应的化学方程式为2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3＋3O2=4Al2(SO4)3或2Al2(SO3)3＋3O2=2Al2(SO4)3。