鹼式硫*鋁溶液可用於煙氣脱硫。室温下向一定濃度的硫*鋁溶液中加入一定量的碳*鈣粉末，反應後經過濾得到鹼式硫*鋁...

問題詳情：

鹼式硫*鋁溶液可用於煙氣脱硫。室温下向一定濃度的硫*鋁溶液中加入一定量的碳*鈣粉末，反應後經過濾得到鹼式硫*鋁溶液，反應方程式為（2−x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O=2[（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑，生成物（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影響鹼式硫*鋁溶液的脱硫效率。

（1）製備鹼式硫*鋁溶液時，維持反應温度和反應時間不變，提高x值的方法有___________________。

（2）鹼式硫*鋁溶液吸收SO2過程中，溶液的pH___________（填“增大”、“減小”、“不變”）。

（3）通過測定鹼式硫*鋁溶液中相關離子的濃度確定x的值，測定方法如下：

①取鹼式硫*鋁溶液25.00 mL，加入鹽**化的過量BaCl2溶液充分反應，靜置後過濾、洗滌，乾燥至恆重，得固體2.3300g。

②取鹼式硫*鋁溶液2.50 mL，稀釋至25 mL，加入0.1000 mol·L−1EDTA標準溶液25.00 mL，調節溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻後用0.08000 mol·L−1CuSO4標準溶液滴定過量的EDTA至終點，消耗CuSO4標準溶液20.00 mL（已知Al3+、Cu2+與EDTA反應的化學計量比均為1∶1）。

計算（1−x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值____（寫出計算過程）。

【回答】

適當增加CaCO3的量或加快攪拌速率    減小    25mL溶液中：n(SO42−)= n(BaSO4) ==0.0100 mol；2.5 mL溶液中：n(Al3+) = n(EDTA)−n(Cu2+)=0.1000 mol·L−1×25.00 mL×10−3L·mL−1−0.08000 mol·L−1×20.00 mL×10−3 L·mL−1=9.000×10−4 mol；25 mL溶液中：n(Al3+)=9.000×10−3 mol。1 mol (1−x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中n(Al3+)=(2−x)mol；n(SO42−)=3(1−x)mol，x=0.41   

【解析】

分析：（1）提高x的值，即促進Al3+的水解和CaSO4的生成。

（2）鹼式硫*鋁溶液吸收SO2，溶液鹼*減弱，pH減小。

（3）根據加入過量BaCl2溶液產生的固體計算n（SO42-）；由消耗的CuSO4計算過量的EDTA，由Al3+消耗的EDTA計算n（Al3+）；根據n（Al3+）與n（SO42-）之比計算x的值。

詳解：（1）製備鹼式硫*鋁溶液，維持反應温度和反應時間不變，提高x的值，即促進Al3+的水解和CaSO4的生成，可以採取的方法是：適當增加CaCO3的量、加快攪拌速率。

（2）鹼式硫*鋁溶液吸收SO2，溶液鹼*減弱，pH減小。

（3）25mL溶液中：n（SO42-）= n（BaSO4）==0.0100 mol

2.5 mL溶液中：n（Al3+） = n（EDTA）−n（Cu2+）=0.1000 mol·L−1×25.00 mL×10−3L·mL−1−0.08000 mol·L−1×20.00 mL×10−3 L·mL−1=9.000×10−4 mol

25 mL溶液中：n（Al3+）=9.000×10−3 mol

1 mol （1-x）Al2（SO4）3·xAl（OH）3中n（Al3+）=（2-x）mol；n（SO42-）=3（1-x）mol

==，解得x=0.41。

點睛：本題以鹼式硫*鋁溶液的製備原理為背景，考查反應原理的理解、反應條件的控制和有關化學式的計算。解題的關鍵有：①向硫*鋁溶液中加入CaCO3生成鹼式硫*鋁溶液，CaCO3的作用是調節pH促進Al3+水解，同時將SO42-轉化為CaSO4沉澱；②理解溶液中的離子反應與實驗滴定方法的定量計算，理清物質間的計量關係。

知識點：物質含量的測定

題型：綜合題