Question

【題目】堿式硫酸鋁溶液可用于煙氣脫硫。室溫下向一定濃度的硫酸鋁溶液中加入一定量的碳酸鈣粉末，反應后經過濾得到堿式硫酸鋁溶液，反應方程式為

（2x）Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O2[（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+3xCaSO4↓+3xCO2↑

生成物（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中x值的大小影響堿式硫酸鋁溶液的脫硫效率。

（1）制備堿式硫酸鋁溶液時，維持反應溫度和反應時間不變，提高x值的方法有___________________。

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

（3）通過測定堿式硫酸鋁溶液中相關離子的濃度確定x的值，測定方法如下：

①取堿式硫酸鋁溶液25.00 mL，加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應，靜置后過濾、洗滌，干燥至恒重，得固體2.3300 g。

②取堿式硫酸鋁溶液2.50 mL，稀釋至25 mL，加入0.1000 mol·L1EDTA標準溶液25.00 mL，調節溶液pH約為4.2，煮沸，冷卻后用0.08000 mol·L1CuSO4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（1x）Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值（寫出計算過程）。

Answer 1

【答案】（12分）

（1）適當增加CaCO3的量或加快攪拌速率

（2）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·L1×25.00 mL×103L·mL10.08000 mol·L1×20.00 mL

×103 L·mL1=9.000×104 mol

25 mL溶液中：n(Al3+)=9.000×103 mol

1 mol (1x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中

n(Al3+)=(2x)mol；n(SO42)=3(1x)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）堿式硫酸鋁溶液吸收SO2，溶液堿性減弱，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）制備堿式硫酸鋁溶液，維持反應溫度和反應時間不變，提高x的值，即促進Al3+的水解和CaSO4的生成，可以采取的方法是：適當增加CaCO3的量、加快攪拌速率。

（2）堿式硫酸鋁溶液吸收SO2，溶液堿性減弱，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·L1×25.00 mL×103L·mL10.08000 mol·L1×20.00 mL×103 L·mL1=9.000×104 mol

25 mL溶液中：n（Al3+）=9.000×103 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。