Дано:
Содержание сульфида цинка в концентрате = 92 % (по массе)
Масса цинкового концентрата (m) = 19,4 кг
Объемная доля кислорода в составе воздуха = 21 %
Найти:
Объем воздуха (при н. у.), который потребуется для обжига 19,4 кг цинкового концентрата.
Решение с расчетом:
1. Найдем массу сульфида цинка в 19,4 кг концентрата:
Масса сульфида цинка = масса * содержание сульфида цинка
Масса сульфида цинка = 19,4 кг * 0,92 = 17,848 кг
2. Далее рассчитаем количество молей сульфида цинка:
Молярная масса ZnS = 65.38 (Zn) + 32.06 (S) = 97.44 г/моль
Количество молей ZnS = масса / молярная масса
Количество молей ZnS = 17,848 кг * 1000 г/кг / 97.44 г/моль ≈ 183.18 моль
3. Теперь найдем количество молей кислорода, необходимых для обжига сульфида цинка:
Уравнение реакции: 2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2
Из уравнения видно, что для обжига одного моля сульфида цинка требуется 3 моля кислорода.
4. Рассчитаем объем воздуха, используя закон Лавуазье о постоянстве состава веществ:
Так как для обжига одного моля сульфида цинка требуется три моля кислорода, то количество молей кислорода будет равно 3 * количество молей ZnS.
Объем воздуха = количество молей * 22.4 л/моль
Объем воздуха ≈ 3 * 183.18 моль * 22.4 л/моль ≈ 12,340 л
Ответ:
Объем воздуха (при н. у.), который потребуется для обжига 19,4 кг цинкового концентрата, составляет примерно 12,340 л.