题目内容

某化工厂每小时生产98%(质量分数)硫酸at,为使硫充分燃烧,且在下一步催化氧化时不再补充空气,要求燃烧后的混合气体含氧的体积分数为b%.该空气中氧气的体积分数为21%,且不考虑各生产阶段的物料损失,通过计算回答下列问题:

(1)

该厂每小时消耗标准状况下的空气的体积为多少立方米?

(2)

为了满足题设要求,b%的下限等于多少?

答案:
解析:

(1)

  每小时生产纯H2SO4的物质的量为:

  n(H2SO4)==a×106 mol

  设每小时消耗空气的体积为V

  空气中O2的体积=反应中消耗O2的体积+燃烧后混合气体中O2的体积

  V×21%=a×104×22.4×10-3+V×b%

  V=

(2)

  题干中“b的下限”是指燃烧后剩余O2在第2步氧化时恰好完全反应,燃烧前空气中O2应恰好满足两步反应:

S+O2=SO2  2SO2+O2=2SO3

  两步反应耗氧量为2∶l,所以燃烧后混合气体中O2的体积分数的下限为:

b%=×21%=7%


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