Question

接觸法制硫酸是先把SO₂催化氧化成SO₃，然后用濃硫酸吸收得到的SO₃制取產(chǎn)品。某工廠生產(chǎn)硫酸時，進(jìn)入接觸室的原料氣成分為SO₂7%、O₂ 11%、N₂ 82%（體積分?jǐn)?shù)）。
（1）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下10 m³原料氣中的SO₂物質(zhì)的量______________mol。
（2）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下1 0m³原料氣的質(zhì)量      千克。
（3）若SO₂的轉(zhuǎn)化率為99．2%，計(jì)算接觸室導(dǎo)出的氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)     。
（4）若接觸室導(dǎo)出的氣體中含6．72％（體積分?jǐn)?shù)）的SO₃。把出口氣體送進(jìn)吸收塔，用
98．3%的硫酸吸收，可得到“發(fā)煙H₂SO₄”（H₂SO₄和SO₃的混合物，其中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的SO₃）。計(jì)算吸收1000 m³出口氣體（已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）所需要的98．3%的硫酸的質(zhì)量     千克。

Answer 1

（1）31．25（2分）
（2）13．82Kg（4分）
（3）7．19%（4分）
（4）665Kg（6分）

試題分析：（1）原料氣中SO₂的體積分?jǐn)?shù)為7%，故10m³原料氣中的SO₂的體積為10m³×7%=0．7m³=700L，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下二氧化硫的物質(zhì)的量為故答案為：31．25；
（2）原料氣中O₂的體積分?jǐn)?shù)為11%，故10m³原料氣中的O₂的體積為10m³×11%=1．1m³=1100L，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的物質(zhì)的量為原料氣中N₂的體積分?jǐn)?shù)為82%，故10m³原料氣中的N₂的體積為10m³×82%=8．2m³=8200L，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為故標(biāo)準(zhǔn)狀況下10m³原料氣的質(zhì)量為：31．25mol×64g/mol+49．11mol×32g/mol+366．07mol×28g/mol=13821．48≈13．82kg，答：標(biāo)準(zhǔn)狀況下10m³原料氣的質(zhì)量為13．82kg；
（3）SO₂的轉(zhuǎn)化率為99．2%，則參加反應(yīng)的二氧化硫的體積為10m³×7%×99．2%=0．6944m³，則：
2SO₂+O₂=2SO₃       體積減少△V
2        2              1
0．6944m³   0．6944m³   0．3472m³
故反應(yīng)后氣體的體積為10m³-0．3472m³=9．6528m³，
故接觸室導(dǎo)出的氣體中SO₃的體積為0．6944m³，體積分?jǐn)?shù)為
答：接觸室導(dǎo)出的氣體中SO₃的體積分?jǐn)?shù)為7．19%；
（4）假設(shè)需要濃硫酸的質(zhì)量為mg，則濃硫酸中硫酸的質(zhì)量為mg×98g%=0．98mg，物質(zhì)的量為濃硫酸中水的質(zhì)量為mg-0．98mg=0．02mg，物質(zhì)的量為故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物質(zhì)的量為發(fā)煙硫酸中硫酸的物質(zhì)的量為0．01m mol+1000m³出口氣體中三氧化硫的體積為1000m³×6．72%=67．2m³=67200L，SO₃的物質(zhì)的量為被水吸收后剩余的三氧化硫的物質(zhì)的量為3000mol-
故,解得m=664615g=664．6kg，
答：吸收1000m³出口氣體所需要的98%的硫酸的質(zhì)量為664．6kg．