(2009?南通二模)硫酸工業(yè)中通常將尾氣轉(zhuǎn)化為硫酸銨,既能防止對大氣的污染,又能充分利用原料.請回答下列問題:
(1)硫酸工業(yè)尾氣中SO2、O2的體積分?jǐn)?shù)分別為0.4%和0.5%.向硫酸工業(yè)尾氣中通入空氣(設(shè)空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)為20.5%,且不含SO2),使SO2的體積分?jǐn)?shù)由0.4%降為0.2%.
①通入的空氣與原硫酸工業(yè)尾氣的體積比為
1:1
1:1

②通入空氣后的混合氣體中O2的體積分?jǐn)?shù)為
10.5%
10.5%

(2)在400℃時(shí),將經(jīng)上述通入空氣后的硫酸工業(yè)尾氣以5×103L/h的速率通過V2O5催化劑層后,再與NH3混合,同時(shí)緩慢噴入冷水,此時(shí)氣體溫度迅速由約400℃下降為200℃,在熱的結(jié)晶裝置中得到(NH42SO4晶體.
①生產(chǎn)中,NH3的通過速率約為
20
20
L/h時(shí),原子利用率最高(設(shè)SO2的轉(zhuǎn)化率為100%).
②某硫酸廠每天排放出的尾氣折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為5×105m3.按上述方法該廠每月(以30天計(jì))最多能獲得多少噸硫酸銨?
分析:(1)①0.4%降為0.2%根據(jù)二氧化硫體積不變,所以總體積必須變?yōu)樵瓉淼?倍進(jìn)行分析;
②設(shè)通入空氣體積與硫酸工業(yè)廢氣體積都為100L進(jìn)行計(jì)算;
(2)①根據(jù)兩個(gè)方程式推出而二氧化硫與氨氣的體積比,再根據(jù)二氧化硫的體積計(jì)算出氨氣的體積;
②根據(jù)二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)計(jì)算出二氧化硫的體積,再計(jì)算出二氧化硫的質(zhì)量,再計(jì)算出硫酸銨的質(zhì)量.
解答:解:(1)①SO2的體積分?jǐn)?shù)由0.4%降為0.2%因?yàn)槎趸蝮w積不變,所以總體積必須變?yōu)樵瓉淼?倍,即空氣與尾氣的體積比為1:1;故答案為:1:1;
②設(shè)通入空氣體積與硫酸工業(yè)廢氣體積都為100L則含氧氣的體積為:100L×0.5%+100L×20.5%=21L,則混合后氧氣體積分?jǐn)?shù)為:
21L
200L
×100%
=10.5%  故答案為:10.5%;
(2)①由通入空氣后的硫酸工業(yè)尾氣以5×103L/h的速率通過V2O5催化劑,可知通過二氧化硫的體積是5×103L/h×0.2%=10L/h;由2SO2+O2
催化劑
.
2SO3; SO3+H2O+2NH3=(NH42SO4可推出二氧化硫與氨氣的分子個(gè)數(shù)比為1:2,所以體積比也是1:2,所以氨氣的速率為20L/h;故答案為:20;
②由方程式可知二氧化硫與硫酸銨的分子個(gè)數(shù)比為1:1,所以
SO2----------------------------(NH42SO4
22.4×10-3m3                     132×10-6
30×5×105 m3×0.4%(正常排氣未稀釋)    x
x≈353.57噸
即該廠每月能生產(chǎn)353.57噸硫酸銨.
點(diǎn)評:本題考查了工業(yè)制硫酸的尾氣處理,解答本題容易出錯的地方是通入空氣后的混合氣體中O2的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算,要設(shè)出原來尾氣和空氣的體積,再進(jìn)行計(jì)算.
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