17-1(제61회)황 함유율이 0.01[wt%]인 코크스 1,000[k… | 2017년 위험물기능장실기(필답형) 제61회 기출문제 상세 페이지

200[g]

[해설]

연소하는 것은 코크스 전체가 아니라 그 안에 든 황뿐이다. 그러니 먼저 황의 질량을 뽑고, 그 다음 반응식의 몰비로 $\mathrm{SO_2}$를 구하면 된다.

1단계 — 황의 질량

$1{,}000\ \mathrm{kg} = 1{,}000{,}000\ \mathrm{g}$

$1{,}000{,}000 \times \dfrac{0.01}{100} = 100\ \mathrm{g}$

2단계 — 반응식과 질량비

$\mathrm{S} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{SO_2}$

황 1[mol](32[g])이 이산화황 1[mol](64[g])로 간다. 몰비가 1:1이므로 질량비는 32:64, 곧 1:2다.

$32 : 64 = 100 : x$

$x = \dfrac{100 \times 64}{32} = \mathbf{200\ \mathrm{g}}$

따라서 발생하는 $\mathrm{SO_2}$는 200[g]이다.

단위 환산에서 실수가 많다. [wt%]는 100으로 나누는 값이므로 0.01[wt%]는 $1 \times 10^{-4}$이고, 답을 [g]로 요구했으므로 처음부터 [kg]을 [g]으로 바꿔 두는 편이 안전하다. "과잉공기"는 황이 남김없이 $\mathrm{SO_2}$로 산화된다는 뜻일 뿐 계산에 쓰이는 수치가 아니다.