无机化工流程题大全解析与应用

无机化工流程题大全

在无机化工领域，掌握流程题的解答方法是****和从业者必须具备的能力之一。这些题目不仅能够帮助我们理解化学反应的基本原理，还能提升我们对工业生产过程的理解和优化能力。****，我们将通过几个典型的无机化工流程题，来探讨如何解答这类问题。

### 1. 题目一：硫酸的生产

背景：硫酸是一种重要的化工原料，广泛应用于各种工业领域。目前最常用的生产方法是接触法制硫酸。

问题：请简述接触法制硫酸的主要步骤，并计算从硫磺制备98%的硫酸所需的理论产量。

解答：接触法制硫酸的主要步骤包括：

- 硫磺燃烧：$S + O_2 \rightarrow SO_2$

- $SO_2$ 氧化：$2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

- $SO_3$ 吸收：$SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

假设我们有100吨硫磺（分子量为32），首先计算生成的二氧化硫量：

\[ 100 \, \text{吨} \times \frac{1000 \, \text{kg}}{1 \, \text{吨}} = 100,000 \, \text{kg} \]

\[ 100,000 \, \text{kg} / 32 = 3125 \, \text{mol} SO_2\]

根据反应方程式 $2SO_2 + O_2 → 2SO_3$，理论上可以生成3125 mol的二氧化硫，即生成等摩尔数的三氧化硫。再根据 $SO_3 + H_2O → H_2SO_4$ 反应方程式，理论上可以生成等摩尔数的硫酸。

假设生成的三氧化硫全部转化为硫酸，则生成的硫酸的质量为：

\[ 3125 mol × (98/98) × (98/49) = 63757.57575757576 kg = 63.76 t\]

因此，理论上从100吨硫磺可以制备约63.76吨98%的硫酸。

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