Question

某工厂处理含二氧化硫废气时采用“将二氧化硫转化为硫酸铵”的方法。该厂初步处理后的废气中氧气的体积分数为10％，二氧化硫的体积分数为0.2％。使该废气在400℃时以5m³/h的速率通过催化剂层与速率为20L/h的氨气混合，再喷水使之发生反应：2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄。将得到的溶液在结晶装置中处理，可得到硫酸铵晶体。将气体都折合为标准状况进行下面的计算：

    (1)该工厂为什么将废气以5m³/h的速率与速率为20L/h的氨气混合为最佳配比（用计算说明）？

    (2)若该厂每天排放10 000 m³这种废气，按上述方法该厂每月（按30天计算）可得到硫酸铵多少t？消耗氨气多少m³？

 

Answer 1

答案：
解析：

从每小时排入SO2的物质的量与每小时需NH3气的物质的量，找出它们的比，与化学方程式里反应物系数的比对照，找到工厂采用题给配比的原因。后一问按每月排放SO2的体积代人化学方程式，求得需NH3的体积和生成(NH4)2SO4的质量。 (1)每小时排出的废气中SO2的体积为 5×0.2％=5×2×10－3(m3)，即10L。     ∵按题意，每小时送入氨的体积为20L， ∴NH3与SO2的体积比或物质的量比均为2:1，恰与反应方程式中反应物系数之比为2:1一致。     2SO2+O2=2SO3，2NH3+SO3+H2O=(NH4)2SO4 (2)每月排放的废气中SO2的体积为1×104×30×0.2％×103=6×105(L)。     可制得(NH4)2SO4的质量根据2NH3～SO2～(NH4)2SO4计算：     (NH4)2SO4的质量为：=3.5357(t)；     消耗NH3的体积为：6×105×2÷103=1.2×103(m3)