Phần lớn sulfuric acid (H2SO4) được sản xuất từ lưu huỳnh, oxygen và nước theo công nghệ tiếp

Câu hỏi số 838939:

Vận dụng

Phần lớn sulfuric acid (H₂SO₄) được sản xuất từ lưu huỳnh, oxygen và nước theo công nghệ tiếp xúc. Giai đoạn đầu, đốt lưu huỳnh để tạo ra sulfur dioxide (SO₂). Tiếp theo, sulfur dioxide bị oxi hoá thành sulfur trioxide (SO₃) bởi oxygen với sự có mặt của chất xúc tác vanadium(V) oxide. Cuối cùng, dùng H₂SO₄ 98% hấp thụ sulfur trioxide được oleum H₂SO₄.nSO₃ để sản xuất sulfuric acid 98 – 99%.

a) Viết PTHH các phản ứng của mỗi giai đoạn trong quy trình trên.

b) Tính khối lượng H₂SO₄ tối đa có thể thu được từ 32 tấn lưu huỳnh.

c) Trong giai đoạn đầu tiên, nếu khối lượng lưu huỳnh bị đốt là 64 kg thì thể tích khí oxygen (ở 25°C, 1 bar)) phản ứng và khối lượng sulfur dioxide tạo thành là bao nhiêu?

d) Tính khối lượng nước cần dùng để pha với 100 g dung dịch H₂SO₄ 98% thu được dung dịch H₂SO₄ 10%. Nêu cách thực hành pha dung dịch.

e) Để thu được 48 kg sulfur dioxide thì cần phải đốt bao nhiêu kg lưu huỳnh, biết hiệu suất phản ứng là 96%?

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:838939

Phương pháp giải

a) Viết phương trình phản ứng.

b) Sơ đồ phản ứng: $S\xrightarrow{+{{O}_{2}}}S{{O}_{2}}\xrightarrow{+{{O}_{2}},{{V}_{2}}{{O}_{5}}}S{{O}_{3}}\xrightarrow{+{{H}_{2}}O}{{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

Bảo toàn nguyên tố S

c), e) Tính theo phương trình phản ứng

d) Cách pha loãng dung dịch acid đặc

$C\% = \dfrac{m_{ct}}{m_{dd}}.100\%$

Giải chi tiết

a) Phương trình phản ứng:

S(rắn) + O₂(khí) $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2SO₂(khí)

SO₂(khí) + O₂(khí) $\xrightarrow{{{xt,{t}^{o}}}}$2SO₃(khí)

SO₃(khí) + H₂O(lỏng) $\xrightarrow{{}}$ H₂SO₄(lỏng)

b) Sơ đồ phản ứng: $S\xrightarrow{+{{O}_{2}}}S{{O}_{2}}\xrightarrow{+{{O}_{2}},{{V}_{2}}{{O}_{5}}}S{{O}_{3}}\xrightarrow{+{{H}_{2}}O}{{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

Theo sơ đồ: $\left. n_{H_{2}SO_{4}} = n_{S} = \dfrac{32.10^{3}}{32} = 10^{3}(kmol)\Rightarrow m_{H_{2}SO_{4}} = 10^{3}.98 = 98000(kg) \right.$= 98 tấn

c) S(rắn) + O₂(khí) $\xrightarrow{{{t}^{o}}}$ 2SO₂(khí)

Theo phương trình phản ứng: $\left. n_{SO_{2}} = n_{O_{2}} = n_{S} = \dfrac{64}{32} = 2(kmol)\Rightarrow\left\{ \begin{array}{l} {V_{O_{2}} = 2.24,69 = 49,58(m^{3})} \\ {m_{SO_{2}} = 2.64 = 128(kg)} \end{array} \right. \right.$

d) 100 g dung dịch H₂SO₄ 98% có 98 g H₂SO₄.

m g dung dịch H₂SO₄ 10% có 98 g H₂SO₄.

$\left. m = \dfrac{98.100}{10} = 980(g)\Rightarrow m_{H_{2}O} = 980 - 10 = 880(g) \right.$

Cách pha dung dịch: Lấy 880 g nước cất cho vào cốc to (2 L), cho dần từng giọt dung dịch H₂SO₄ 98% vào cốc và khuấy đều bằng đũa thuỷ tinh.

Lưu ý: Tuyệt đối không làm ngược lại (cho nước vào acid đặc). Có thể cân lại dung dịch sau khi pha để bổ sung thêm nước cất bị bay hơi.

e) $n_{SO_{2}} = \dfrac{48}{64} = 0,75(kmol)$

Theo phương trình hoá học: $\left. n_{S} = n_{SO_{2}} = 0,75(kmol)\Rightarrow m_{S} = 0,75.32 = 25(kg) \right.$48 kg SO₂ ⇒ 750 mol SO₂

Theo PTHH: số mol S = số mol SO₂ = 750 mol.

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link