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某化工厂以硫磺为主要原料之一生产硫酸，每小时生产98％(质量分数

某化工厂以硫磺为主要原料之一生产硫酸，每小时生产98％(质量分数)的硫酸a t，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中含氧气的体积分数为6％。若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，则：

(1)该厂每小时消耗标准状况下的空气体积为_____________m3。

(2)为满足题设要求，b％的下限等于______________。

答案

解析：(1)由硫磺转化为硫酸的化学方程式为：

    S+O2SO2

    2SO2+O22SO3

    SO3+H2O====H2SO4

    氧气和硫酸之间的质和量的关系为(不计原料损失)：

    设每小时消耗的空气在标准状况下的体积为V。

         2/3O2          —        H2SO4

2/3×22.4×103 cm3           98 t

    21％·V                       98％·a t

    经计算得：V=1600a m3

    (2)由S(s)+O2(g)

SO2(g)，可知在同温、同压下，硫磺燃烧前后气体体积不变。a t 98％的浓硫酸中H2SO4的物质的量为a×10 kmol,则硫磺燃烧生成的SO2的物质的量也为a×10 kmol。

    根据O2体积守恒，列代数方程：

    1600a m3×21%=1600a m3×b%+a×a×10 kmol×22.4 m3·（kmol）-1

    化简得：b%=7%

答案：(1)1600a  (2)7%


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