Trong công nghiệp, để điều chế axit sunfuric người ta thường dùng quặng pirit sắt. Tính khối lượng quặng pirit sắt cần dùng để điều chế 1,47 tấn axit sunfuric 98%. Biết hiệu suất từng quá trình lần lượt là 95%, 90% và 70%
Trong công nghiệp, để điều chế axit sunfuric người ta thường dùng quặng pirit sắt. Tính khối lượng quặng pirit sắt cần dùng để điều chế 1,47 tấn axit sunfuric 98%. Biết hiệu suất từng quá trình lần lượt là 95%, 90% và 70%
$2FeS_{2}+11/2O_{2} \buildrel{{t^o}}\over\longrightarrow +Fe_{2}O_{3}+4SO_{2}$
12,53 25,06
$SO_{2}+1/2O_{2} ⇄ (V2O5,450^oC) SO_{3}$
23,81 23,81
$SO_{3}+H_{2}O \to H_{2}SO_{4}$
21,43 21,43
$nH_{2}SO_{4}=\frac{1,47.1000}{98}=15$
$nH_{2}SO_{4}\text{ lý thuyết}=\frac{15}{70\%}≈21,43$
$nSO_{3}\text{ lý thuyết}=\frac{21,43}{90\%}≈23,81$
$nSO_{2}\text{ lý thuyết}=\frac{23,81}{95\%}≈25,06$
$mFeS_{2}=12,53.120=1503,6g≈1,5 tấn$
$PTPƯ:$
$4FeS_2+11O_2\xrightarrow{t^o} 2Fe_2O_3+8SO_2$ $(1)$
$2SO_2+O_2\xrightarrow{t^o,V_2O_5} 2SO_3$ $(2)$
$SO_3+H_2O\xrightarrow{} H_2SO_4$ $(3)$
Đổi 1,47 tấn =1470 kg.
$n_{H_2SO_4}=\dfrac{1470}{98}=15mol.$
$Theo$ $pt3:$ $n_{SO_3}=n_{H_2SO_4}=15mol.$
Mà $H=70\%$ nên:
$⇒n_{SO_3}=\dfrac{15}{70\%}=\dfrac{150}{7}mol.$
$Theo$ $pt2:$ $n_{SO_2}=n_{SO_3}=\dfrac{150}{7}mol.$
Mà $H=90\%$ nên:
$⇒n_{SO_2}=\dfrac{\frac{150}{7}}{90\%}=\dfrac{500}{21}mol.$
$Theo$ $pt1:$ $n_{FeS_2}=\dfrac{1}{2}n_{SO_2}=\dfrac{250}{21}mol.$
Mà $H=95\%$ nên:
$⇒n_{FeS_2}=\dfrac{\frac{250}{21}}{95\%}=12,5mol.$
$⇒m_{FeS_2}=12,5.120=1500kg=1,5$ $\text{tấn.}$
chúc bạn học tốt!