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(1)每天消耗含95%的固体硫多少吨?
(2)理论上应安装多少台送风机?
(3)固体硫充分燃烧后的混合气体中氧气的体积分数ф(O2)的下限为多少?
(4)实际安装送风机的台数应略多于理论数(不考虑损坏),为什么?能否过分增加送风机的台数,为什么?(转化过程不考虑损耗;固体硫中杂质与空气不反应;空气中氧气的体积分数为21%)。
(1)设需固体硫的质量为x。由关系式法:
S——————H2SO4
32                                                98
x×95%         50t×98%    得x=16.8t
(2)由反应原理:S+O2=SO2,  SO2+1/2O2≒   SO3,SO3+H2O=H2SO4,可得总反应式:S+3/2O2+H2O=H2SO4,n(O2)=n(H2SO4) ×3/2=50×106g×98%÷98g·mol-1×3/2=7.5×105mol。故理论上需安装送风机的台数为:
(7.5×105mol×22.4L·mol-1)×10-3m3·L-1÷(5000m3/台×21%)=16台。
(3)硫充分燃烧后,混合气体中氧气的体积至少要保证反应SO2+1/2O2≒   SO3所需的氧气。设S燃烧生成的二氧化硫为1体积,则需消耗氧气1体积;催化氧化为三氧化硫需氧气0.5体积;空气带入的氮气为1.5体积×79/21=5.64体积,故混合气体中ф(O2)=(0.5/0.5+1+5.64)×100%=7%(下限)
(4)实际安装送风机台数略多于理论数的原因是:增大空气(氧气)的量,有利于平衡2SO2+O2≒  2 SO3向右移动,从而提高二氧化硫的转化率。但过分增加空气的量,会带走热交换器的热量,降低反应的速率,不利于工业生产。
(1)设需固体硫的质量为x。由关系式法:
S——————H2SO4
33                                                98
x×95%         50t×98%    得x=16.8t
(2)由反应原理:S+O2=SO2,  SO2+1/2O2≒   SO3,SO3+H2O=H2SO4,可得总反应式:S+3/2O2+H2O=H2SO4,n(O2)=n(H2SO4) ×3/2=50×106g×98%÷98g·mol-1×3/2=7.5×105mol。故理论上需安装送风机的台数为:
(7.5×105mol×22.4L·mol-1)×10-3m3·L-1÷(5000m3/台×21%)=16台。
(3)硫充分燃烧后,混合气体中氧气的体积至少要保证反应SO2+1/2O2≒   SO3所需的氧气。设S燃烧生成的二氧化硫为1体积,则需消耗氧气1体积;催化氧化为三氧化硫需氧气0.5体积;空气带入的氮气为1.5体积×79/21=5.64体积,故混合气体中ф(O2)=(0.5/0.5+1+5.64)×100%=7%(下限)
(4)实际安装送风机台数略多于理论数的原因是:增大空气(氧气)的量,有利于平衡2SO2+O2≒  2 SO3向右移动,从而提高二氧化硫的转化率。但过分增加空气的量,会带走热交换器的热量,降低反应的速率,不利于工业生产。
本题涉及到化工生产的反应原理、条件控制及计算,具有一定的开放性和研究性,代表了新教材的新理念。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:计算题

臭氧能与KI溶液反应,生成一种可使带余烬的木条复燃的气体,向反应后溶液中滴入酚酞变成红色,若滴入淀粉溶液则变成蓝色。为测定大气中臭氧的含量,将0℃,1.01×105Pa,33.6m3的空气通过KI溶液,使之完全反应,在所得溶液中用0.01mol/L的Na2S2O3溶液60mL恰好与之反应完全(反应式为</PGN0047A.TXT/PGN>2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。
(1)完成下列方程式:O3+KI+H2O→____
(2)计算大气中臭氧的体积分数。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

硫酸工业生产应考虑综合经济效益问题。
(1)据测算,接触法制硫酸过程中,若反应热都未被利用,则每生产1 t 98%的硫酸需消耗3.6×105 kJ的热量。请通过计算判断,若反应SO2(g)+O2(g)SO3;ΔH="-98.3" kJ·mol-1放出的热量能在生产过程中得到充分利用,则每生产1 t 98%的硫酸只需外界提供(或可向外界输出)多少千焦热量?(H2SO4的摩尔质量为98 g·mol-1
(2)CuFeS2是黄铁矿的另一成分,燃烧时,CuFeS2转化为CuO、Fe2O3和SO2,该反应的化学方程式为                            
(3)硫酸厂沸腾炉排出的矿渣中含有Fe2O3、CuO、CuSO4(由CuO与SO3在沸腾炉中化合而成),其中硫酸铜的质量分数随沸腾炉温度的不同而变化(见下表)。
沸腾炉温度/℃
600
620
640
660
矿渣中CuSO4的质量分数/%
9.3
9.2
9.0
8.4
已知CuSO4在低于660 ℃时不会分解,请简要分析上表中CuSO4的质量分数随温度升高而降低的原因                                  

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

向BaCl2溶液中通入SO2至饱和,此过程看不到现象;再向溶液中加入一种物质,溶液变浑浊。加入的这种物质不可能是()
A.FeCl3溶液B.AlCl3溶液C.Na2S溶液D.AgNO3溶液

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在接触法生产硫酸中,对于SO2的接触氧化反应有以下4个图,其中正确的是()
                

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题


(1)分析判断A和B 各是什么物质,写出各自的化学式。  
(2)写出①~⑦各步反应的化学方程式。
  

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

在硫酸工业制法中,为了有利于SO2的转化,
且能充分利用热能,采用了中间有热交换器
的接触室。按此密闭体系中气体的
流向,则在接触室流出的气体为(   )
A.SO2B.SO3 O2C.SO2 O2D.SO2 SO3

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下表中,对陈述I、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是                                                  (   )
选项
陈述I
陈述Ⅱ
判断
A
工业生产硫酸用水吸收SO3
SO3可与水反应
I对;Ⅱ对;有
B
Cl2和SO2混合后可用于漂白纸浆
Cl2和SO2都有较好的漂白作用
I对;Ⅱ错;无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的光
I对;Ⅱ对;无
D
石墨常用作电解池的电极
石墨的化学性质稳定且导电性好
I对;Ⅱ对;有

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

银耳本身为淡黄色.某省出产的一种银耳,颜色洁白如雪,称之为“雪耳”,其制作过程是:将银耳放在塑料棚内,在棚中支个小锅,锅内放硫磺,加热使其熔化并燃烧,两天左右,“雪耳”就制成了,雪耳炖不烂,且对人有害.这里制作“雪耳”主要利用(  )
A.S的氧化性B.SO2的还原性
C.S的漂白性D.SO2的漂白性

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同步练习册答案