高中化学硫酸工业计算题归类专题辅导

高中化学硫酸工业计算题归类

一、考查接触法制硫酸的相关原理及计算

例1 现有一份有关将转化为的资料，摘录如下：

初步处理后的废气含0.2%的和10%的（体积含量），在400°时废气以的速度通过催化层与速度为的混合。此时喷入水，气体温度由400℃降至200℃，在热的结晶装置中得到晶体（气体体积折算为标准状况）。

利用上述资料，用来除去工业废气的，同时得到。

回答下列问题

（1）按反应中的理论值计算，和物质的量之比应为，而该资料中的比值是多少？简述不采用理论比值的理由。

（2）通过计算说明为什么废气以的速度与速度为的混合。

（3）若某厂每天排放的这种废气，按上述方法，该厂每月（按30天计算）可得多少吨？消耗多少吨？（精确至0.01）

解析：（1）资料中和的物质的量之比应为

不采用理论比的理由：根据勒夏特列原理，使用过量廉价的可提高的利用率。

（2）每小时排出的废气中的休积：

按题意，每小时通入的为20L，那么与的体积比或物质的量比均为，恰好与反应方程式中反应物化学计量数之比一致。，

（3）每月排放的废气中的体积：

由，可制得的质量为：

消耗的质量：

（2）废气中： ，恰生成

（3）硫酸铵，。

二、考查多步生产中原料的损失及多步反应计算的问题

例2 某硫酸厂每天用含60%的硫铁矿500t生产硫酸，如果在沸腾炉内损失5%的硫，的转化率为90%。每天能生产98%的硫酸多少吨？

解析：以黄铁矿为原料制取硫酸的化学方程式为：，，。如果用化学方程式一步一步去计算，即先用求，再用求，最后用求，必然会很繁琐，又因数字运算复杂而容易产生错误。应首先根据化学方程式，找出原料反应物和最终生成物的关系式则可简化计算。如本题发现反应过程中，硫铁矿中所有的S原子都转化为，存在的关系，因此可用参加反应的硫铁矿的数量直接求出生成硫酸的量。又因为反应过程中各步的利用率或转化率实质上是S元素的利用率，因而均可认为是原料中的硫损耗，总的利用率是各步转化率的乘积。

设：生产98%的硫酸x吨。则由关系式：

所以：

解得：

三、考查尾气的综合利用及讨论型计算

例3 接触法制硫酸排放的尾气中含少量的，为防止污染大气，在排放前设计进行综合利用。

（1）某硫酸厂每天排放的尾气中含0.2%（体积分数）的。问用溶液、石灰及处理后，假设硫元素不损失，理论上可得到多少千克石膏（）？

（2）如果将一定体积的尾气通入的溶液中使其完全反应，经测定所得溶液含16.7g溶质。试分析该溶液的成分，并计算确定各成分的物质的量。

（3）工厂在尾气处理制石膏的过程中，中间产物是。调节尾气排放的流量，以取得与间物质的量的最佳比值，从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设、、分别表示、和的物质的量，且，试写出x在不同取值范围时，的值或与、间的关系式。

解析：（1）由硫原子守恒可得关系式

即15.375kg

（2）要运用极端假设法进行推断，溶液中可能发生的反应为：

假设完全按反应①进行，则产物为，；假设完全按反应②进行，则产物为，。

但题给条件，溶质为16.7g，由于，所以溶质成分为和的混合物。

设混合物中的物质的量为x，的物重的量为y。

（质量守恒）

（守恒）

解之得，

（3）可借用数轴进行分析讨论：

根据反应①和②可确定两个界点

结果为：

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/cf1c9ae024c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ecbb.html