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

Bài 6.21 trang 22 Sách bài tập KHTN 8: Phẩn 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

A. 49,58 lít; 128 kg.    B. 49,58 m³; 128 kg.

C. 49,58 lít; 160 kg.    D. 49,58 m³; 160 kg.

d) Tính khối lượng nước cần dùng để pha với 100 g dung dịch H₂SO₄ 98% thu được dung dịch H₂SO₄10%. 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%?

A. 50,00 kg.    B. 24,00 kg.

C. 25,00 kg.    D. 23,04 kg.

Trả lời

a) Phương trình phản ứng trong mỗi giai đoạn:

S (rắn) + O₂ (khí) → SO₂ (khí)

2SO₂ (khí) + O₂ (khí) → 2SO₃ (khí)

SO₃ (khí) + H₂O (lỏng) → H₂SO₄ (lỏng)

b) Theo sơ đồ trên, từ 1 mol S sẽ điều chế được 1 mol H₂SO₄.

Vậy từ 32 tấn lưu huỳnh sẽ điều chế tối đa 98 tấn H₂SO₄.

c) Đáp án đúng là: B.

64 kg S $\Rightarrow$ 2 000 mol S.

Theo PTHH: số mol O₂ = số mol SO₂ = số mol S = 2 000 mol.

Vậy: thể tích O₂ = 2 000 . 24,79 = 49 580 (L) = 49,58 m³.

Khối lượng SO₂ = 2 000 . 64 = 128 000 (g) = 128 kg.

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

m g dung dịch H₂SO₄10% có 98 g H₂SO₄.

m = $\frac{98.100}{10}$ = 980 (gam)

$\Rightarrow$ Lượng nước thêm vào: 980 - 100 = 880 (g).

Cách pha dung dịch: Lấy 880 g nước cất cho vào cốc to (2 L), cho dẩn 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) Đáp án đúng là: C.

48 kg SO_{2 $\Rightarrow$} 750 mol SO₂

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

Vậy khối lượng lưu huỳnh cần dùng:

$\frac{\mathrm{32.750.100}}{96}$= 25000g = 25kg.

Xem thêm các bài giải Sách bài tập KHTN 8 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

Bài 4: Dung dịch và nồng độ

Bài 5: Định luật bảo toàn khối lượng và phương trình hóa học

Bài 6: Tính theo phương trình hóa học

Bài 7: Tốc độ phản ứng và chất xúc tác

Bài 8: Acid

Bài 9: Base. Thang pH