8.
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类.火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1100℃~1300℃,使锌蒸馏出来(设空气中N
2、O
2的体积分数分别为0.80、0.20),主要反应为:
焙烧炉中:2ZnS(s)+3O
2(g)→2ZnO(s)+2SO
2(g) ①
鼓风炉中:2C(s)+O
2(g)→2CO ②
鼓风炉中:ZnO(s)+CO(g)⇌Zn(g)+CO
2(g) ③
(1)已知闪锌矿中含硫的质量分数为16.0%,而所含杂质不含硫,则闪锌矿中硫化锌的质量分数为
.现代工业生产多采用联合生产,可将闪锌矿中的硫用于生产硫酸.现有
此闪锌矿100t,在理论上可生产出98.0%的硫酸
t.
(2)焙烧炉产生的炉气中SO
2的体积分数不超过
%(保留小数点后一位小数,下同).
(3)鼓风炉容积固定,炉内部分气态物质其物质的量浓度(mol/L)变化如下:
时间/min | CO | Zn | CO2 |
0 | 0.11 | 0 | 0 |
2 | 0.10 | 0.01 | 0.01 |
3 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
4 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
则鼓风炉中CO总的转化率为
;若生产中CO总的利用率为95.0%,列式计算每生产1molZn,至少需要补充焦炭多少克?
(4)若ZnS全部转化为Zn,焙烧炉出来的N
2、O
2、SO
2混合气体中N
2占82.5%,鼓风炉中CO的转化率为62.5%,而O
2无剩余,试列式计算每生产1mol Zn,应向焙烧炉和鼓风炉中鼓入新鲜空气共多少升(S.T.P)?