Question

现有一份“将二氧化硫转化为硫酸铵”的资料，摘录如下：“一个典型的实例：初步处理后的废气含0.2%的二氧化硫和10%的氧气（体积分数）。在400 ℃时废气以5 m³·h^-1的速率通过五氧化二钒催化剂层与20 L·h^-1的速率的氨气混合，再喷水，此时气体温度由400 ℃降至200 ℃，在热的结晶装置中得到硫酸铵晶体”（气体体积均折算为标准状况），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，二氧化硫与氧气的物质的量之比为2∶1，该资料中这个比值是_________，简述不采用2∶1的理由_____________________________________________。

（2）通过计算，说明为什么废气以5 m³·h^-1的速率与20 L·h^-1速率的氨气混合？

（3）若某厂每天排放1×10⁴ m³这种废气，按上述方法该厂每月（按30天计）可得硫酸铵多少吨？消耗氨气多少吨？

Answer 1

（1）1∶50  据化学平衡移动原理，过量的O₂可提高SO₂的转化率

（2）废气中SO₂的速率为1000×5×0.2%=10 L·h^-1

V(SO₂)∶V(NH₃)=10∶20=1∶2恰好生成（NH₄)₂SO₄

(3)3.54 t硫酸铵，0.91 t NH₃

解析：SO₂转化为一可逆反应，为提高SO₂的转化率可用过量的O₂；

据关系式SO₂—SO₃—2NH₃—（NH₄）₂SO₄可知废气中SO₂与NH₃应以1∶2通入。