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+218.92kJ•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(NH4)2CO3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+CO2-3=CaCO3+SO2-4CaSO4+CO2-3=CaCO3+SO2-4。
(4)浸取废渣时,向(NH4)2CO3溶液中加入适量浓氨水的目的是 抑制CO2-3的水解,增加溶液中CO2-3的浓度,促进CaSO4的转化抑制CO2-3的水解,增加溶液中CO2-3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H2SO4CaSO3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、SO2-3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。
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【考点】制备实验方案的设计;用盖斯定律进行有关反应热的计算.
【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+=CaCO3+;抑制的水解,增加溶液中的浓度,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
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【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
(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
(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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5 -
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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发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5 -
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(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
(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
(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