题目

题型：不详难度：来源：

接触法制硫酸是先把SO₂催化氧化成SO₃，然后用浓硫酸吸收得到的SO₃制取产品。某工厂生产硫酸时，进入接触室的原料气成分为SO₂7%、O₂ 11%、N₂ 82%（体积分数）。
（1）计算标准状况下10 m³原料气中的SO₂物质的量______________mol。
（2）计算标准状况下1 0m³原料气的质量      千克。
（3）若SO₂的转化率为99．2%，计算接触室导出的气体中SO₃的体积分数     。
（4）若接触室导出的气体中含6．72％（体积分数）的SO₃。把出口气体送进吸收塔，用
98．3%的硫酸吸收，可得到“发烟H₂SO₄”（H₂SO₄和SO₃的混合物，其中含质量分数为20％的SO₃）。计算吸收1000 m³出口气体（已折算为标准状况）所需要的98．3%的硫酸的质量     千克。

答案

（1）31．25（2分）
（2）13．82Kg（4分）
（3）7．19%（4分）
（4）665Kg（6分）

解析

试题分析：（1）原料气中SO₂的体积分数为7%，故10m³原料气中的SO₂的体积为10m³×7%=0．7m³=700L，故标准状况下二氧化硫的物质的量为故答案为：31．25；
（2）原料气中O₂的体积分数为11%，故10m³原料气中的O₂的体积为10m³×11%=1．1m³=1100L，故标准状况下氧气的物质的量为原料气中N₂的体积分数为82%，故10m³原料气中的N₂的体积为10m³×82%=8．2m³=8200L，故标准状况下氮气的物质的量为故标准状况下10m³原料气的质量为：31．25mol×64g/mol+49．11mol×32g/mol+366．07mol×28g/mol=13821．48≈13．82kg，答：标准状况下10m³原料气的质量为13．82kg；
（3）SO₂的转化率为99．2%，则参加反应的二氧化硫的体积为10m³×7%×99．2%=0．6944m³，则：
2SO₂+O₂=2SO₃       体积减少△V
2        2              1
0．6944m³   0．6944m³   0．3472m³
故反应后气体的体积为10m³-0．3472m³=9．6528m³，
故接触室导出的气体中SO₃的体积为0．6944m³，体积分数为
答：接触室导出的气体中SO₃的体积分数为7．19%；
（4）假设需要浓硫酸的质量为mg，则浓硫酸中硫酸的质量为mg×98g%=0．98mg，物质的量为浓硫酸中水的质量为mg-0．98mg=0．02mg，物质的量为故吸收三氧化硫后生成的硫酸的物质的量为发烟硫酸中硫酸的物质的量为0．01m mol+1000m³出口气体中三氧化硫的体积为1000m³×6．72%=67．2m³=67200L，SO₃的物质的量为被水吸收后剩余的三氧化硫的物质的量为3000mol-
故,解得m=664615g=664．6kg，
答：吸收1000m³出口气体所需要的98%的硫酸的质量为664．6kg．