Question

某工廠處理含二氧化硫廢氣時(shí)，采用“將二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸銨”的方法，該廠初步處理后的廢氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為10%，二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)為0.2%。使該廢氣在400 ℃時(shí)以5 m³·h^-1的速率通過催化劑層與速率為20 L·h^-1的氨氣混合，再噴水使之發(fā)生反應(yīng)：?

2NH₃+H₂SO₄==(NH₄)₂SO₄，將得到的溶液在結(jié)晶裝置中處理，可得到硫酸銨晶體，氣體體積都已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況，試計(jì)算：?

(1)該工業(yè)為什么將廢氣以5 m³·h^-1的速率與速率為20 L·h^-1的氨氣混合為最佳配比？(用計(jì)算說明)?

(2)若該廠每天排放10 000 m³這種廢氣，按上述方法該廠每月(按30天計(jì)算)可得到硫酸銨多少噸？消耗氨氣多少立方米？

Answer 1

（1）每小時(shí)排出的廢氣中SO₂的體積為：5 m³·h^-1×0.2%×1 h=5×2×10^-3m³,即10 L。

根據(jù)題意，每小時(shí)送入氨的體積為20 L,2SO₂+O₂2SO₃;2NH₃+SO₃+H₂O(NH₄)₂SO₄?

所以NH₃與SO₂的體積比或物質(zhì)的量比均為2∶1，恰與反應(yīng)化學(xué)方程式中反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶1一致。?

（2）每月排放的廢氣中SO₂的體積為:1×10⁴ m³×30×0.2%×10^-3L·m^-3=6×10⁵ L。?

可制得(NH₄)₂SO₄的質(zhì)量根據(jù)2NH₃～SO₂～(NH₄)₂SO₄計(jì)算為：?

（NH₄)₂SO₄的質(zhì)量為：×132 g·mol^-1×10^-6t·g^-1=3.535 t;

消耗NH₃的體積為:6×10⁵ L×2×10^-3m³·L^-1=1.2×10³ m³?

解析：從每小時(shí)排放SO₂的物質(zhì)的量與每小時(shí)需氨氣的物質(zhì)的量，找出它們的比，與化學(xué)方程式里化學(xué)計(jì)量數(shù)對照，找到工廠采用題給配比的原因，后一問把每月排放SO₂的體積代入化學(xué)方程式，求得需NH₃的體積和生成（NH₄）SO₄的質(zhì)量。