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硫酸工业中通常将尾气转化为硫酸铵,反应的化学方程式为2SO2+O2催化剂△2SO3;SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4.(1)硫酸工业尾气中SO2、O2的体积分数分别为0.4%和0.5%.向硫酸工业尾气中通入空气(
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硫酸工业中通常将尾气转化为硫酸铵,反应的化学方程式为2SO2+O2
2SO3; SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4.
(1)硫酸工业尾气中SO2、O2的体积分数分别为0.4%和0.5%.向硫酸工业尾气中通入空气(设空气中O2的体积分数为20.5%,且不含SO2)使SO2的体积分数由0.4%降为0.2%.
①.通入的空气与原硫酸工业尾气的体积比为______.
②.通入空气后的混合气体中O2的体积分数为______.
(2)在相同状况下,气体之间反应的体积之比等于化学计量数之比.在400℃时,将上述通入空气后的硫酸工业尾气以5×103L/h的速率通过V2O5催化剂层后,再与NH3混合,同时缓慢喷入冷水,得到(NH4)2SO4晶体.
①.生产中,相同状况下NH3的通过速率为______L/h时,原子利用率最高(设SO2的转化率为100%).
②.某硫酸厂每天排放出的尾气的体积为5×105m3(该状况下SO2的密度为2.857g/L).按上述方法该厂每月(以30天计)最多能获得多少吨硫酸铵?
催化剂 |
△ |
(1)硫酸工业尾气中SO2、O2的体积分数分别为0.4%和0.5%.向硫酸工业尾气中通入空气(设空气中O2的体积分数为20.5%,且不含SO2)使SO2的体积分数由0.4%降为0.2%.
①.通入的空气与原硫酸工业尾气的体积比为______.
②.通入空气后的混合气体中O2的体积分数为______.
(2)在相同状况下,气体之间反应的体积之比等于化学计量数之比.在400℃时,将上述通入空气后的硫酸工业尾气以5×103L/h的速率通过V2O5催化剂层后,再与NH3混合,同时缓慢喷入冷水,得到(NH4)2SO4晶体.
①.生产中,相同状况下NH3的通过速率为______L/h时,原子利用率最高(设SO2的转化率为100%).
②.某硫酸厂每天排放出的尾气的体积为5×105m3(该状况下SO2的密度为2.857g/L).按上述方法该厂每月(以30天计)最多能获得多少吨硫酸铵?
▼优质解答
答案和解析
(1)①SO2的体积分数由0.4%降为0.2%因为二氧化硫体积不变,所以总体积必须变为原来的2倍,即空气与尾气的体积比为1:1;
②设通入空气体积与硫酸工业废气体积都为100L则含氧气的体积为:100L×0.5%+100L×20.5%=21L,则混合后氧气体积分数为:
×100%=10.5%;
(2)①由通入空气后的硫酸工业尾气以5×103L/h的速率通过V2O5催化剂,可知通过二氧化硫的体积是5×103L/h×0.2%=10L/h;由2SO2+O2
2SO3; SO3+H2O+2NH3=(NH4)2SO4可推出二氧化硫与氨气的分子个数比为1:2,所以体积比也是1:2,所以氨气的速率为20L/h;
②二氧化硫总体积:5×105m3×30×0.2%=3×104m3=3×107L二氧化硫的质量
=10500525g=10.5吨,由方程式可知二氧化硫与硫酸铵的分子个数比为1:1所以
SO2---(NH4)2SO4
64 132
10.5吨 X
根据:
=
解得X=21.656吨
故答案为:(1)故答案为:(1)①1:1 ②10.5% (2)①20 ②21.656吨
②设通入空气体积与硫酸工业废气体积都为100L则含氧气的体积为:100L×0.5%+100L×20.5%=21L,则混合后氧气体积分数为:
21L |
200L |
(2)①由通入空气后的硫酸工业尾气以5×103L/h的速率通过V2O5催化剂,可知通过二氧化硫的体积是5×103L/h×0.2%=10L/h;由2SO2+O2
催化剂 |
△ |
②二氧化硫总体积:5×105m3×30×0.2%=3×104m3=3×107L二氧化硫的质量
3×107L |
2.857g/L |
SO2---(NH4)2SO4
64 132
10.5吨 X
根据:
64 |
132 |
10.5吨 |
X |
故答案为:(1)故答案为:(1)①1:1 ②10.5% (2)①20 ②21.656吨
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