热电厂用碱式硫酸铝\(\rm{[Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{⋅Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{]}\)吸收烟气中低浓度的二氧化硫。具体过程如下:
\(\rm{(1)}\)碱式硫酸铝溶液的制备
往\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)溶液中加入一定量\(\rm{CaO}\)粉末和蒸馏水,可生成碱式硫酸铝\(\rm{(}\)络合物,易溶于水\(\rm{)}\),同时析出生石膏沉淀\(\rm{[CaSO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{·2H}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O]}\),反应的化学方程式为_____________________。
\(\rm{(2)SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的吸收与解吸。吸收液中碱式硫酸铝活性组分\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)对\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)具有强大亲和力,化学反应为:\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(aq)+3SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(g)}\)\(\rm{⇌ }\)\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{·Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{(aq)}\) \(\rm{\triangle H < 0}\)。工业流程如下图所示:
\(\rm{①}\) 高温烟气可使脱硫液温度升高,不利于\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的吸收。生产中常控制脱硫液在恒温\(\rm{40~60}\)\(\rm{{\,\!}^{o}}\)\(\rm{C}\),试分析原因__________________________。
\(\rm{②}\) 研究发现,\(\rm{I}\)中含碱式硫酸铝的溶液与\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)结合的方式有\(\rm{2}\)种:其一是与溶液中的水结合。其二是与碱式硫酸铝中的活性\(\rm{Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)结合,通过酸度计测定不同参数的吸收液的\(\rm{pH}\)变化,结果如下图所示:
据此判断初始阶段,\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)的结合方式是___________。比较\(\rm{x}\)、\(\rm{y}\)、\(\rm{z}\)的大小顺序________。
\(\rm{③ III}\)中得到再生的碱式硫酸铝溶液,其\(\rm{n(Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{O}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{)}\):\(\rm{n[Al}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)\(\rm{(SO}\)\(\rm{{\,\!}_{4}}\)\(\rm{)}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)\(\rm{]}\)比值相对\(\rm{I}\)中有所下降,请用化学方程式加以解释:_____________________________。
\(\rm{(3)}\)解吸得到较纯的\(\rm{SO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\),可用于原电池法生产硫酸。
\(\rm{①}\) 电极\(\rm{b}\)周围溶液\(\rm{pH}\)_____\(\rm{(}\)填“变大”、“变小”或“不变”\(\rm{)}\)
\(\rm{②}\) 电极\(\rm{a}\)的电极反应式是_____。