황산의 원료인 아황산가스를 황화철광(iron pynte)을 공기로 완전… | [화공기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 18년 3회차

황산의 원료인 아황산가스를 황화철광(iron pynte)을 공기로 완전 연소하여 얻고자 한다. 황화철광의 10%가 불순물이라 할 때 황화철광 1톤을 완전연소 하는데 필요한 이론 공기량은 표준상태 기준으로 약 몇 m³ 인가?(단, Fe 의 원자량은 56 이다.)

해설

황화철광(FeS₂) 순도 90%인 원료 1톤을 완전연소하는 데 필요한 이론공기량은 약 2,200m³이다.
반응식  $4\mathrm{FeS_2} + 11\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe_2O_3} + 8\mathrm{SO_2}$ 에서 FeS₂ 몰질량은 120g/mol이므로, 순수 FeS₂ 900kg은  $900{,}000/120 = 7500\ \mathrm{mol}$ 이다.
필요 O₂는  $7500\times\dfrac{11}{4} = 20{,}625\ \mathrm{mol}$ 이고 표준상태 부피로  $20{,}625\times22.4 \approx 462\ \mathrm{m^3}$ 이다.
공기 중 O₂ 비율 21%로 나누면  $462/0.21 \approx 2{,}200\ \mathrm{m^3}$ 이다.

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