Tính khối lượng dung dịch acid H2SO4 98% thu được

Question

Dùng 300 tấn quặng pyrite (FeS2) có lẫn 20% tạp chất để sản xuất acid H2SO4 có nồng độ 98%. Biết rằng hiệu suất phản ứng là 90%. Tính khối lượng dung dịch acid H2SO4 98% thu được

Answer 1

Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần xác định số mol của FeS2 trong quặng, sau đó chuyển đổi nó thành số mol của H2SO4. Cuối cùng, chúng ta sẽ chuyển đổi số mol H2SO4 thành khối lượng dung dịch H2SO4 98%.

1. Tính khối lượng FeS2 trong quặng:

   Khối lượng quặng = 300 tấn = 300000 kg = 300000000 g Phần trăm FeS2 trong quặng = 80% (vì có 20% tạp chất) Vậy khối lượng FeS2 = 0.8 * 300000000 g = 240000000 g

2. Tính số mol FeS2:

   Khối lượng phân tử của FeS2 = 56 (Fe) + 32 (S) * 2 = 120 g/mol Số mol FeS2 = 240000000 g / 120 g/mol = 2000000 mol

3. Tính số mol H2SO4:

   Theo phương trình hóa học: FeS2 + O2 -> Fe2O3 + SO2 và SO2 + O2 -> SO3 và SO3 + H2O -> H2SO4 Ta thấy mỗi mol FeS2 tạo ra 1 mol H2SO4. Vậy số mol H2SO4 = số mol FeS2 = 2000000 mol

4. Tính khối lượng H2SO4:

   Khối lượng phân tử của H2SO4 = 2 (H) + 32 (S) + 16 (O) * 4 = 98 g/mol Khối lượng H2SO4 = số mol H2SO4 * 98 g/mol = 2000000 mol * 98 g/mol = 196000000 g

5. Tính khối lượng dung dịch H2SO4 98%:

   Khối lượng H2SO4 trong dung dịch = 0.98 * khối lượng dung dịch => Khối lượng dung dịch = khối lượng H2SO4 / 0.98 = 196000000 g / 0.98 = 200000000 g

6. Tính hiệu suất:

   Khối lượng thực tế = khối lượng lý thuyết * hiệu suất = 200000000 g * 90% = 180000000 g = 180 tấn

Vậy, khối lượng dung dịch acid H2SO4 98% thu được từ 300 tấn quặng pyrite là 180 tấn.