Question

工業(yè)上利用焦炭在石灰窯中燃燒放熱，使石灰石分解生產(chǎn)CO₂。主要反應(yīng)如下：

C+O₂→CO₂  ①，        CaCO₃→CO₂↑+CaO  ②

（1）含碳酸鈣95%的石灰石2.0 t按②完全分解（設(shè)雜質(zhì)不分解），可得標準狀況下CO₂的體積為_________________m³。

（2）純凈的CaCO₃和焦炭按①②完全反應(yīng)，當窯內(nèi)配比率=2.2時，窯氣中CO₂的最大體積分數(shù)為多少？（設(shè)空氣只含N₂與O₂，且體積比為4∶1，下同）

（3）某次窯氣成分如下：O₂ 0.2%，CO 0.2%，CO₂ 41.6%，其余為N₂。則此次窯內(nèi)配比率為何值？

 

Answer 1

【答案】

（1）425.6 （2）44.4%（3）1.90

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)反應(yīng)②的化學(xué)方程式可知CO₂的物質(zhì)的量等于CaCO₃的物質(zhì)的量，所以標準狀況下CO₂的體積為：2.0×95%×10⁶g÷100g/mol×22.4L/mol=425600L，即425.6m³。

（2）設(shè)n（C）=1mol，則n（CaCO₃）=2.2mol，當空氣中的O₂與C完全反應(yīng)時，所得窯氣中CO₂體積分數(shù)最大，1molC燃燒生成1mol CO₂，2.2mol CaCO₃分解生成2.2mol CO₂，所以CO₂的體積分數(shù)=（1+2.2）÷（1+2.2+4）×100%=44.4%

（3）設(shè)窯氣為100mol，則n（N₂）=100mol-41.6mol-0.2mol-0.2mol=58mol，所以反應(yīng)前O₂的總量為：58mol÷4=14.5mol，參加反應(yīng)的O₂為：14.5mol-0.2mol=14.3mol，2C+O₂=2CO，生成0.2mol CO需O₂ 0.1mol；C+O₂=CO₂，與C反應(yīng)生成CO₂的O₂為：14.3mol-0.1mol=14.2mol，生成的CO₂為14.2mol；CaCO₃分解生成的CO₂為：41.6mol-14.2mol=27.4mol，則CaCO₃的物質(zhì)的量為27.4mol，所以窯內(nèi)配比率為：27.4mol：（0.2mol+14.2mol）=1.90

考點：本題考查混合物的計算。