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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.)
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해설

황화철광(FeS2) 순도 90%인 원료 1톤을 완전연소하는 데 필요한 이론공기량은 약 2,200m³이다.

반응식 4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO24\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 mol900{,}000/120 = 7500\ \mathrm{mol}이다.

필요 O2는 7500×114=20,625 mol7500\times\dfrac{11}{4} = 20{,}625\ \mathrm{mol}이고 표준상태 부피로 20,625×22.4≈462 m320{,}625\times22.4 \approx 462\ \mathrm{m^3}이다.
공기 중 O2 비율 21%로 나누면 462/0.21≈2,200 m3462/0.21 \approx 2{,}200\ \mathrm{m^3}이다.

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