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 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 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 hình bên).
– 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 10000 m³/giờ (đã hiệu chỉnh tới điều kiện chuẩn) và SO2 chiếm 0,15% thể tích khí thải.
Câu trả lời tốt nhất
(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:
SO2 + ½O2 + H2O —> H2SO4
(b) Mưa acid làm bào mòn núi đá vôi và phá hủy các vật dụng bằng kim loại sắt trong gang thép:
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 dàn vòi phun và hấp thụ SO2 theo nguyên tắc ngược chiều:
CaCO3 + SO2 + ½O2 + 2H2O —> CaSO4.2H2O + CO2
(d) nSO2 bị xử lý = 10000.24.0,15%.95%/24,79 = 13,7959 kmol
—> mCaCO3 = 100.13,7959 = 1379,59 kg