17. 煤的洁净技术(包括固硫技术和脱硫技术两类)可有效降低燃煤废气中SO2的含量,已成为我国解决环境问题的主导技术之一。
I.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。石灰石是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g) ∆H1= +178.30kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)+0.5O2(g)⇌CaSO4(s) ∆H2= -501.92 kJ/mol
③CO(g) + 0.5O2(g)⇌CO2(g) ∆H3
④CaSO4(s) + CO(g)⇌CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ∆H4= +218.92kJ/mol
(1)温度升高,反应①的化学平衡常数_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)∆H3=_______kJ/mol。
(3)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),结合反应②、③、④分析其原因:_______。
II.电化学脱硫技术是一种温和的净化技术,其基本原理为利用阳极反应产生的羟基自由基(·OH,氧元素为-1价)将燃煤中的含硫物质氧化除去,其装置示意图如图所示。
(4)将煤打成煤浆加入电解槽的目的是_______。
(5)阳极的电极反应式为_______。
(6)用羟基自由基除去煤中二硫化亚铁(FeS2)的反应的离子方程式为(补全并配平):FeS2+·OH =Fe3++SO+ H2O +_______
_______
(7)利用上述装置对某含FeS2的煤样品进行电解脱硫,测得一定时间内随溶液起始pH的改变脱硫率(溶于水中的硫元素质量占煤样中硫元素总质量的百分比)的变化如图所示。pH大于1.5后脱硫率下降的可能原因有:随着pH的升高,反应物的氧化性或还原性降低;_______。