Дано:
Масса пирита (FeS2) = 20 т = 20000 кг
Объем оксида серы (IV) = 7000 м3 (н.у.)
Найти:
1. Чистоту пирита
2. Объем воздуха, необходимый для обжига пирита
Решение с расчетом:
1. Найдем количество молей оксида серы (IV), используя уравнение состояния идеального газа:
n = V / Vm,
где n - количество молей газа, V - объем газа, Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль)
n = 7000 / 22.4 ≈ 312.5 моль
Из уравнения реакции обжига пирита известно, что на каждый моль пирита образуется 2 моля оксида серы (IV).
Таким образом, количество молей пирита равно половине количества молей оксида серы (IV):
n(FeS2) = 312.5 / 2 = 156.25 моль
Молярная масса FeS2 = 119.98 г/моль
Масса пирита = количество молей * молярная масса:
20000 = 156.25 * 119.98
156.25 = 20000 / 119.98 ≈ 166.68 кг
Чистота пирита = (масса пирита / исходная масса) * 100%:
Чистота пирита = (166.68 / 20000) * 100% ≈ 0.83%
2. Объем воздуха, необходимый для обжига пирита:
Из уравнения реакции известно, что на каждый моль пирита требуется 11/2 моля кислорода.
Таким образом, количество молей кислорода равно количеству молей пирита умноженному на 11/2.
n(O2) = 156.25 * 11/2 = 859.375 моль
Объем воздуха можно рассчитать по уравнению состояния идеального газа:
V = n * R * T / P,
где V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, P - давление
R = 0.0821 л*атм/(моль*К) (универсальная газовая постоянная)
При нормальных условиях (0°C и 1 атм), объем 1 моль газа равен 22.4 л.
Таким образом, объем воздуха, необходимый для обжига пирита, можно рассчитать как:
V = 859.375 * 0.0821 * 273 / 1 ≈ 19066 л
Ответ:
1. Чистота пирита составляет примерно 0.83%.
2. Для обжига пирита потребуется примерно 19066 л воздуха.