Sulfur dioxide (SO2) là một chất khí không màu, mùi hắc, độc và là một trong những tác nhân hàng đầu gây mưa acid. (a) Viết phương trình hóa học chứng minh SO2 là một trong các tác nhân gây m
27/27
Phần IV (2 điểm). Thí sinh trả lời câu 5; viết quá trình và kết quả suy luận.
Sulfur dioxide (SO2) là một chất khí không màu, mùi hắc, độc và là một trong những tác nhân hàng đầu gây mưa acid.
(a) Viết phương trình hóa học chứng minh SO2 là một trong các tác nhân gây mưa acid.
(b) Cho biết tác động của mưa acid đối với calcium carbonate trong núi đá vôi và với kim loại sắt trong gang - thép. Viết các phương trình hóa học minh họa.
(c) Để tách SO2 có trong một nguồn khí thải của nhà máy nhiệt điện, người ta dẫn khí thải đi qua thiết bị lọc bụi tĩnh điện rồi qua thiết bị khử lưu huỳnh ướt (sơ đồ như hình bên dưới).
- Mô tả quá trình loại bỏ SO2 khỏi khí thải theo phương pháp khử lưu huỳnh ướt. Trong quá trình này, khí SO2 được hấp thụ theo nguyên tắc nào?
- Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
(d) Tính khối lượng CaCO3 (theo kilogam) tối thiểu tiêu thụ mỗi ngày đêm để loại bỏ 95% lượng SO2 có trong khí thải của nhà máy trên. Cho biết lưu lượng khí thải của nhà máy đó là 10 000 m³/giờ (đã hiệu chỉnh tới điều kiện chuẩn) và SO2 chiếm 0,15% thể tích khí thải.
a) Với xúc tác của một số gốc tự do có trong không khí, SO2 sẽ bị oxi hóa thành H2SO4 gây mưa acid theo phản ứng:
S O 2 + 1 2 O 2 + H 2 O → x t H 2 S O 4
b) Mưa acid làm bào mòn núi đá vôi và phá hủy các vật dụng bằng gang thép. Phương trình hóa học minh họa:
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
c) Sữa đá vôi được máy khuấy trộn với O2 thành hỗn hợp chứa các hạt rắn và khí. Hỗn hợp này được máy bơm bơm lên giàn vòi phun và hấp thụ SO2 theo nguyên tắc ngược chiều.
Phương trình hóa học minh họa:
2CaCO3 + 2SO2 + O2 + 4H2O → 2CaSO4.2H2O + 2CO2
d) Thể tích SO2 bị xử lí trong một ngày đêm là:
V S O 2 = 1 0 0 0 0 . 2 4 . 0 , 1 5 1 0 0 . 9 5 1 0 0 = 3 4 2 m 3 = 3 4 2 0 0 0 L .
⇒ n S O 2 = 3 4 2 0 0 0 2 4 , 7 9 ( m o l ) = 3 4 2 2 4 , 7 9 ( k m o l ) .
2CaCO3 + 2SO2 + O2 + 4H2O → 2CaSO4.2H2O + 2CO2
Theo PTHH: n C a C O 3 = n S O 2 = 3 4 2 2 4 , 7 9 ( k m o l )
Khối lượng CaCO3 tối thiểu tiêu thụ mỗi ngày đêm là:
m C a C O 3 = 3 4 2 2 4 , 7 9 . 1 0 0 ≃ 1 3 7 9 , 5 9 k g .