Question

10．煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放，還能將其轉化為石膏（CaSO₄•2H₂O）等產品，實現“變廢為寶”．轉化關系如下：

【信息資料】①亞硫酸鹽不穩定，易被空氣中的氧氣氧化成硫酸鹽．
②化學反應中化合價的變化規律：若有元素化合價升高，必有元素化合價降低．
（1）二氧化硫的排放會導致的環境問題是使亞硫酸完全轉化為亞硫酸鈣，可用高錳酸鉀溶液檢驗煙氣中二氧化硫．
（2）加入過量石灰石的目的是使亞硫酸完全轉化為亞硫酸鈣，反應的化學方程式是CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O，基本類型是復分解反應；
（3）在氧化階段，發生反應的化學方程式是2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄；
（4）硫酸鈣在高溫條件下會分解生成二氧化硫和另外2種生成物，其中一種是金屬氧化物．請寫出硫酸鈣分解的化學方程式是2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；
（5）某電廠用煤200噸（含硫質量分數為2.5%），若燃燒時煤中的硫全部轉化成二氧化硫，煙氣脫硫中有96%的硫轉化為石膏，則可生產石膏25.8噸；
（6）在整個轉化過程中，不利于脫硫的影響因素是bc（填序號）．
a．攪拌      b．煙塵含量過高  c．煙氣溫度過高    d．石灰石細顆粒．

Answer 1

分析 （1）根據將煙氣中的SO₂直接排放到空氣中，可能會導致酸雨，根據二氧化硫能使高錳酸鉀溶液褪色進行分析；
（2）根據碳酸鈣和亞硫酸反應會生成亞硫酸鈣、水和二氧化碳進行分析；
（3）根據亞硫酸鈣和氧氣反應生成硫酸鈣，反應前后各元素的化合價進行分析；
（4）根據硫酸鈣分解的反應原理分析解答；
（5）二氧化硫與碳酸鈣反應生成亞硫酸鈣與二氧化碳，亞硫酸鈣在水存在的條件下被氧氣氧化生成CaSO₄•2H₂O；根據關系式S～SO₂～CaSO₄•2H₂O來計算；
（6）根據不利于脫硫的影響因素進行分析；

解答 解：
（1）將煙氣中的SO₂直接排放到空氣中，可能會導致酸雨；可用使高錳酸鉀溶液檢驗煙氣中二氧化硫；
（2）碳酸鈣和亞硫酸反應會生成亞硫酸鈣、水和二氧化碳，所以設備2中，加入CaCO₃的目的是將H₂SO₃轉化為CaSO₃；反應的化學方程式是：CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O； 基本類型是復分解反應；
（3）亞硫酸鈣和氧氣反應生成硫酸鈣，化學方程式為：2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄；
（4）硫酸鈣在高溫條件下會分解生成二氧化硫和另外2種生成物，其中一種是金屬氧化物．硫酸鈣分解的化學方程式是：2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；
（5）二氧化硫與碳酸鈣反應生成亞硫酸鈣與二氧化碳，反應方程式為：SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂，亞硫酸鈣在水存在的條件下被氧氣氧化生成CaSO₄•2H₂O，反應方程式為：2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O），總反應為：2CaCO₃+2SO₂+O₂+4H₂O═2（CaSO₄•2H₂O）+2CO₂；
故答案為：SO₂+CaCO₃=CaSO₃+CO₂；2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）；
      S～SO₂ ～CaSO₄•2H₂O
      32             172
200t×2.5%×96%       m
$\frac{32}{200t×2.5%×96%}=\frac{172}{m}$
m=25.8t
（6）在整個轉化過程中，不利于脫硫的影響因素是煙塵含量過高和煙氣溫度過高；
答案：
（1）形成酸雨；  高錳酸鉀；
（2）使亞硫酸完全轉化為亞硫酸鈣；  CaCO₃+H₂SO₃═CaSO₃+SO₂↑+H₂O； 復分解反應；
（3）2CaSO₃+O₂+4H₂O=2（CaSO₄•2H₂O）或2CaSO₃+O₂=2CaSO₄
（4）2CaSO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑；    
（5）25.8；  
（6）bc

點評 本題考查了燃料脫硫的原理等，題中難度中等，注意化學方程式的書寫，為該題的易錯點和難點．注意流程分析和設計方法和理解是解答的關鍵．