Дано: m(FeS2)=1 т=1000 кг, mпракт.(H2SO4)=360 кг
Найти: η-?
Решение
1. Количество вещества серного колчедана массой 1000 кг рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M—молярная масса.
Mr(FeS2)=Ar(Fe)+2Ar(S)=56+2•32=120, поэтому M(FeS2)=120 кг/кмоль
ʋ(FeS2)=m(FeS2)/M(FeS2)=1000 кг : 120 кг/кмоль=8,33 кмоль
2. Составим химическое уравнение обжига колчедана:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O2 + 8SO2
По уравнению реакции ʋ(FeS2)/4=ʋ(SO2)/8, поэтому:
ʋ(SO2)=8•ʋ(FeО2):4=8•8,33 кмоль:4=16,66 кмоль
3. Составим химическое уравнение окисления оксида:
2SО2 + O2 = 2SO3
2 кмоль 2 кмоль
По уравнению реакции ʋ(SO2)/2=ʋ(SO3)/2, поэтому:
ʋ(SO3)=2•ʋ(SО2):2=2•16,66 кмоль:2=16,66 кмоль
4. Составим химическое уравнение образования серной кислоты:
SО3 + Н2О = Н2SO4
По уравнению реакции ʋ(SO3)/1=ʋ(H2SO4)/1, поэтому:
ʋ(Н2SO4)=ʋ(SО3)=16,66 кмоль
5. Массу серной кислоты количеством 16,66 кмоль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H2SO4)=98 кг/кмоль
mтеорет.(Н2SO4)=ʋ(Н2SO4)•M(Н2SO4)=16,66 кмоль • 98 кг/кмоль=1632,68 кг
6. Рассчитываем массовую долю выхода серной кислоты:
η=mпракт.(Н2SO4):mтеор.(Н2SO4)•100%=360 кг : 1632,68 кг•100%=22,1%
Ответ: 22,1%