Question

为了除去工业废气中的SO₂，将“SO₂转化为（NH₄）₂SO₄”的资料摘录如下：“一个典型的实例：初步处理后的废气中含0．2%的SO₂和10%O₂（体积比，下同）。400℃时将废气以5m³/h的速率通过V₂O₅催化剂层与20L/h的速率的氨气混合，再喷入水（290g/h），此时气体温度由400℃降为200℃。在热的结晶装置中可得到（NH₄）₂SO₄晶体（气体体积均折算成标准状况）。”利用上述资料，用氨来除去工业废气中的SO₂，回答下列问题：

   （1）按反应中的理论值，SO₂和O₂的物质的量之比是2：1，该资料中的比值是        

           ，简述不采用2：1的理由是                               。

   （2）通过计算，说明为什么废气以5m³/h的速率与20L/h的速率的氨气混合？

   （3）若某厂每天排放1104m³这种废气，按上述方法该厂每月（按30天计算）可得硫酸铵多少吨？消耗氨气多少吨？

Answer 1

（1）1：5；根据化学平衡移动原理，过量的O₂可以提高SO₂的转化率。（2）废气中SO₂:1000×5×2%=10L/h，V（SO₂）:V（NH₃）=10:20=1:2恰好生成（NH₄）₂SO₄。（3）3．54t硫酸铵，0．91tNH₃。

解析:

此题涉及的反应有：2SO₂＋O₂2SO₃……①，2NH₃＋SO₃＋H₂O=（NH₄）₂SO₄……②。反应①中提高O₂的浓度可以使反应向右移动，提高SO₂的转化率。①、②两式联立，可得SO₂～SO₃～2NH₃～（NH₄）₂SO₄可知废气中SO₂与NH₃按1：2通入。