Câu 6.21 : Phần lớn sulfuric acid (H2SO4) được sản xuất từ lưu huỳnh, oxygen và nước theo công nghệ...

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) Tính khối lượng H2SO4 tối đa có thể thu được từ 32 tấn lưu huỳnh:
- Theo phản ứng, từ 1 mol S sẽ thu được 1 mol H2SO4
- 32 tấn lưu huỳnh = 32 x 1000 kg = 32000 kg = 32000/32 = 1000 mol S
- Vậy số mol H2SO4 tối đa thu được = 1000 mol

c) Tính thể tích khí oxygen và khối lượng sulfur dioxide tạo thành:
- 64 kg S = 64/32 = 2 mol S
- Theo PTHH, số mol O2, SO2, S đều bằng 2 mol
- Thể tích O2 = 2 x 24.79 = 49.58 m3 = 49.58 lít
- Khối lượng SO2 tạo thành = 2 x 64 = 128 kg

d) Tính khối lượng nước cần dùng để pha dung dịch:
- 100 g dung dịch H2SO4 98% chứa 98 g H2SO4
- Để chuyển dung dịch thành H2SO4 10%, cần thêm nước để giảm nồng độ
- Khối lượng nước cần thêm = 98/10 x 100 - 100 = 880 g

e) Xác định khối lượng lưu huỳnh cần dùng để thu được 48 kg SO2:
- 48 kg SO2 = 48/32 = 1.5 mol SO2
- Số mol S = số mol SO2 = 1.5 mol
- Khối lượng lưu huỳnh cần dùng = (1.5 x 32 x 100)/96 = 25 kg

Đáp án:
a) 32 tấn lưu huỳnh sẽ điều chế được tối đa 1000 mol H2SO4
c) Thể tích O2 là 49,58 lít, khối lượng SO2 tạo thành là 128 kg
d) Cần thêm 880 g nước để pha dung dịch H2SO4 98% thành dung dịch H2SO4 10%
e) Để thu được 48 kg SO2 cần dùng 25 kg lưu huỳnh