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固硫技术(通过加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤燃烧的残渣中)可有效降低燃煤废气中SO2的含量,同时对产生的废弃物进行回收再利用具有重要的环保意义。
I.石灰石固硫:固硫过程中涉及的部分反应如下
①CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)                    ΔH1=178.30kJ•mol-1
②2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)        ΔH2=-1003.84kJ•mol-1
③2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)                      ΔH3=-566kJ•mol-1
④CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)    ΔH4
(1)ΔH4=
+218.92
+218.92
kJ•mol-1
(2)在煤燃烧过程中常鼓入稍过量的空气以提高固硫率(燃烧残渣中硫元素的质量占燃煤中硫元素总质量的百分比),分析其原因:
鼓入稍过量的空气,增大了反应体系中氧气的浓度,使反应②平衡正向移动,有利于固硫;同时,氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动,降低CO浓度,增大CO2浓度,使反应④平衡逆向移动,有利于固硫
鼓入稍过量的空气,增大了反应体系中氧气的浓度,使反应②平衡正向移动,有利于固硫;同时,氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动,降低CO浓度,增大CO2浓度,使反应④平衡逆向移动,有利于固硫

Ⅱ.石灰石回收:利用(NH42CO3和浓氨水的混合溶液浸取I中固体废渣(主要含CaSO4)可回收得到CaCO3,反应装置如图1所示。
(3)写出浸取中发生反应的离子方程式:
CaSO4+
CO
2
-
3
=CaCO3+
SO
2
-
4
CaSO4+
CO
2
-
3
=CaCO3+
SO
2
-
4

(4)浸取废渣时,向(NH42CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是
抑制
CO
2
-
3
的水解,增加溶液中
CO
2
-
3
的浓度,促进CaSO4的转化
抑制
CO
2
-
3
的水解,增加溶液中
CO
2
-
3
的浓度,促进CaSO4的转化

Ⅲ.石灰乳脱硫:燃煤废气中的SO2也可用石灰乳吸收,得到的CaSO3浆料可用于制备NaHSO3溶液。
(5)写出实验方案:
CaSO3浆料中加入一定量3mol⋅L-1Na2SO4,边搅拌边缓慢滴加总量与Na2SO4溶液相同量的3mol⋅L-1H2SO4,测定反应液的pH,再用3mol⋅L-1H2SO4或1mol⋅L-1NaOH调节溶液的pH在4~5(或6)之间,过滤;或向CaSO3浆料中边搅拌边缓慢滴加3mol⋅L-1H2SO4,产生的气体通入1mol⋅L-1NaOH溶液,测定溶液pH,当测得pH介于4~5(或6)之间,停止滴加H2SO4
CaSO3浆料中加入一定量3mol⋅L-1Na2SO4,边搅拌边缓慢滴加总量与Na2SO4溶液相同量的3mol⋅L-1H2SO4,测定反应液的pH,再用3mol⋅L-1H2SO4或1mol⋅L-1NaOH调节溶液的pH在4~5(或6)之间,过滤;或向CaSO3浆料中边搅拌边缓慢滴加3mol⋅L-1H2SO4,产生的气体通入1mol⋅L-1NaOH溶液,测定溶液pH,当测得pH介于4~5(或6)之间,停止滴加H2SO4
。已知:2CaSO3+Na2SO4+H2SO4+4H2O=2CaSO4•2H2O+2NaHSO3;CaSO4•2H2O难溶于水;室温下,溶液中H2SO3
HSO
-
3
SO
2
-
3
的物质的量分数随pH的分布如图2所示。实验中可选用的试剂:3mol•L-1Na2SO4,3mol•L-1H2SO4,1mol•L-1NaOH。

【答案】+218.92;鼓入稍过量的空气,增大了反应体系中氧气的浓度,使反应②平衡正向移动,有利于固硫;同时,氧气浓度增大也会使反应③平衡正向移动,降低CO浓度,增大CO2浓度,使反应④平衡逆向移动,有利于固硫;CaSO4+
CO
2
-
3
=CaCO3+
SO
2
-
4
;抑制
CO
2
-
3
的水解,增加溶液中
CO
2
-
3
的浓度,促进CaSO4的转化;CaSO3浆料中加入一定量3mol⋅L-1Na2SO4,边搅拌边缓慢滴加总量与Na2SO4溶液相同量的3mol⋅L-1H2SO4,测定反应液的pH,再用3mol⋅L-1H2SO4或1mol⋅L-1NaOH调节溶液的pH在4~5(或6)之间,过滤;或向CaSO3浆料中边搅拌边缓慢滴加3mol⋅L-1H2SO4,产生的气体通入1mol⋅L-1NaOH溶液,测定溶液pH,当测得pH介于4~5(或6)之间,停止滴加H2SO4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:17引用:2难度:0.5
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  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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