Контрольные задания. 1. Определить расход барита (92% ВаSO4) и угля (89% С) на получение 1000 кг ВаCl2, если степень восстановления барита составляет 90%

1. Определить расход барита (92% ВаSO₄) и угля (89% С) на получение 1000 кг ВаCl₂, если степень восстановления барита составляет 90%, степень кислотного разложения – 98%, а уголь подают с избытком 25%. Процесс идет по следующим реакциям:

BaSO₄ + 3C = BaS + 2CO + CO₂

BaS + 2HCl = BaCl₂ + H₂S

2. Рассчитать объем аммиака (м³), необходимый для нейтрализации 1000 кг смеси кислот, содержащей, мас. %: Н₃РО₄ – 60; H₂SO₄ – 10, если аммиак поглощается на 98%. Процесс нейтрализации ведут по следующим реакциям:

Н₃РО₄ + NH₃ = NH₄H₂PO₄

H₂SO₄ + 2NH₃ = (NH₄)₂SO₄

3. Сколько необходимо взять 20%-ной H₂SO₄ и известняка, чтобы в результате реакции

H₂SO₄ + CaCO₃ = CaSO₄ + H₂O + CO₂

образовалось 50 кг CaSO₄? Известняк содержит 78% CаСО₃. Степень превращения известняка составляет 85%.

4. Определить состав газовой смеси после контактного аппарата. Селективность окисления аммиака до NО составляет 98% (остальной аммиак окисляется до N₂). Содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси составляет 11,5 об. %.

5. Рассчитать состав (мас. %) продуктов сгорания природного газа, если коэффициент избытка воздуха составляет 1,15. Состав воздуха принять, мас. %: О₂ – 23,3; N₂ – 76,7. Состав газа равен, об. %: С₂Н₆ – 96; СО₂ – 4.

6. Вычислить массу получаемого 20%-ного водного раствора спирта из 15000 м³ этиленового газа, содержащего 85 об. % этилена, по реакции

С₂Н₄ + Н₂О_п = С₂Н₅ОН

если степень превращения этилена равна 98%.

7. При регенерации аммиака дистиллерную жидкость обрабатывают стехиометрическим количеством раствора известкового молока с концентрацией 10 мас. % Са(ОН)₂. Определить состав (мас. %) раствора, образовавшегося в результате протекания реакции

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ = 2NH₃­ + CaCl₂ + 2Н₂О

Состав дистиллерной жидкости, мас. %: NH₄Cl – 5; NaCl – 5; Н₂О – 90.

8. Хромат натрия образуется по реакции

Cr₂O₃ + 2Na₂CO₃ + 1,5O₂ = 2Na₂CrO₄ + 2CO₂

Рассчитать расход руды, содержащей 60% Cr, соды, содержащей 99% Na₂CO₃, и воздуха на получение 1000 кг хромата натрия, если сода подается с избытком 4%, хром окисляется на 92%, а степень превращения кислорода составляет 40%.

9. На получение 1 т извести, содержащей 0,85 мас. д. СаО, израсходовано 1,7 т известняка, содержащего 0,94 мас. д. СаСО₃. Найти выход продукта.

10. Определить массу кальциевой селитры и расход известняка, полученной в результате обработки мела 50%-ной азотной кислотой массой 10 т, если выход селитры составляет 98%, а содержание СаСО₃ 92 мас. %.

11. Для получения этилового спирта способом прямой гидратации этилена в гидратор подали 16,5 моля этилена. Из них при температуре 290°С и давлении 7 × 10⁶ Па гидратации подверглись 13,2 моля. Определить степень превращения этилена, начальный и конечный объемы газовой смеси при указанных условиях.

12. Установить состав получаемого газа и объем воздуха, необходимого для сжигания 1000 м³ газа, содержащего, об. д.: H₂S – 0,85; H₂O – 0,04; N₂ – 0,11, по реакции

H₂S + 1,5O₂ = H₂O + SO₂

Воздух содержит 0,015 об. д. Н₂О.

13. Газ имеет следующий состав, об. %: Н₂ – 52; СО₂ – 30; N₂ – 15; СО – 3. Определить его состав (мас. %) и плотность при нормальных условиях.

14. Раствор для обезжиривания металлов содержит, г/л: NaOH – 50; Na₃PO₄ – 40; плотность его составляет 1090 кг/м³. Рассчитать расход исходных веществ на получение 3 м³ раствора. Исходные реагенты: а) NaOH, Na₃PO₄, вода; б) раствор, г/кг: NaOH – 30; Na₃PO₄ – 25; раствор, г/кг: NaOH – 120; раствор, г/кг: Na₃PO₄ – 80.

15. При получении газовой серы смешивают сернистый газ состава, об. %: SO₂ – 10; N₂ – 80; О₂ – 10 со стехиометрическим количеством сероводорода состава, мас. %: H₂S – 90; N₂ – 4; CO₂ – 6. Установить состав газа (мас. %), если протекает реакция

SO_{2 г} + H₂S_г = 3S_тв + 2Н₂О_ж

16. Через контактный аппарат пропустили смесь сернистого газа и кислорода (соотношение по уравнению реакции). Определить состав газовой смеси после реакции (об. и мас. доли), если окислилось 90% оксида серы (IV):

SO₂ + 0,5O₂ Û SO₃

17. В производстве гипохлорита кальция используется газ, содержащий 8 об. % хлора; давление газа 1,01 × 10⁵ Па, температура 25°С. Остаточное содержание хлора в газе, выходящем из аппарата при температуре 40°С и давлении 1,01 × 10⁵ Па, составляет 0,25 об. %. Рассчитать выход гипохлорита кальция.

18. Какая масса оксида серы (VI) растворяется в олеуме (раствор SO₃ в H₂SO₄) массой 1000 кг, если массовая доля SO₃ при прохождении через поглотительную башню повышается с 19,5 до 20,5%?

19. На склад поступило 120 т железной руды влажностью 5%. После двухмесячного хранения влажность руды составила 2%. Какое количество руды на складе?

20. Метанол получают из синтез-газа состава, об. %: СО – 32; Н₂ – 65; N₂ – 3 по реакции

СО + 2Н₂ = СН₃ОН

Определить объемный расход газа для получения 1 т метанола, если степень превращения равна 35%, селективность – 90%, потери при очистке составляют 6%.

21. Рассчитать жесткость воды, в 1 м³ которой содержится 500 г нитрата кальция.

22. Рассол, содержащий 21,5% KCl и 16,9% NaCl, подвергают кристаллизации. Состав маточного раствора, выходящего из кристаллизатора, %: KCl - 12,5; NaCl - 18,5. Определить состав осадка.

23. Рассчитать необходимое количество соды (89% Na₂CO₃) для умягчения 75 м³ воды, содержащей 0,04 мас. % Сa(НCO₃)₂ и 0,04 мас. % MgSO₄. Установить жесткость воды.

24. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения потребовалось добавить 3,71 г карбоната натрия на каждые 20 л воды?

25. Общая жесткость воды составляет 10 ммоль/л (карбонатная – 3; некарбонатная – 7). Вычислить количество 25%-ного раствора соды (Na₂CO₃), необходимое для умягчения 10 м³ воды.

26. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения потребовалось добавить 150 г фосфата натрия на каждые 100 л воды?

27. Рассчитать количество 15%-ной серной кислоты, необходимое для того, чтобы в 5000 м³ воды карбонатную жесткость перевести в некарбонатную, если концентрация гидрокарбонат-ионов равна 60 ммоль/л.

28. Какое количество раствора соды (Na₂CO₃, м³) необходимо подать в систему водоподготовки для снижения постоянной жесткости с 4 до 1 ммоль/л? Расход воды 18 000 м³/ч. Концентрация содового раствора: а) 1 моль/дм³; б) 1 моль/дм³; в) 35 г/дм³; г) 10 мас. %. Плотность раствора принять равной 1,1 г/см³.

29. Определить жесткость воды, обусловленную наличием сульфатов кальция и магния, и состав осадка, который образуется в результате добавления 53 г соды к 100 л воды, если масса осадка составляет 45 г.

30. Карбонатная жесткость воды составляет 7,8 ммоль/л; некарбонатная кальциевая жесткость – 9 ммоль/л; некарбонатная магниевая жесткость – 1,4 ммоль/л; содержание СО₂ – 14 мг/л. Рассчитать расход извести (90% Са(ОН)₂) и соды (99% Na₂CO₃) для умягчения 1 м³ такой воды.

31. При электролизе 1000 кг раствора, содержащего 26 мас. % NaCl, образовалось 78,8 кг хлора по реакции

NaCl + H₂O = NaOH + 0,5Cl₂ + 0,5H₂

Определить массу образовавшихся водорода и гидроксида натрия, а также состав раствора, если испаряется 8,2% воды, содержащейся в начальном растворе.

32. Требуется получить удобрение с массовым соотношением действующих веществ N₂ : P₂O₅ : K₂О, равным 1 : 1 : 2. Удобрение получают путем смешения карбамида, двойного суперфосфата (содержание Р₂О₅ 40 мас. %) и сульфата калия (K₂SO₄). Найти массу перечисленных ингредиентов для получения 100 т удобрения.

33. Рассчитать количество соды (100% Na₂СO₃), церуссита (95% PbCO₃, 5% SiO₂) и кварцита (98% SiO₂, 2% Na₂СO₃) для получения 1 т хрустального стекла следующего состава, мас. д.: Na₂O – 0,06, PbO – 0,64, SiO₂ – 0,3.

34. На обжиг поступает руда состава, мас. %: ZnS – 85; CaCO₃ – 10; SiO₂ – 5. Вычислить состав обжигового газа (об. %), если воздух подается с избытком 1,7. Состав воздуха принять, об. %: О₂ – 21; N₂ – 79. В результате обжига протекают следующие реакции:

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

CaCO₃ = CaO + CO₂

35. Определить состав твердого продукта в массовых и мольных долях, если при обжиге колчедана состава, мас. %: ZnS – 70; FeS₂ – 20; CuS – 10, протекают следующие реакции:

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂

2CuS + 3O₂ = 2CuO + 2SO₂

36. Рассчитать степень превращения синтез-газа (СО и Н₂ при молярном соотношении 1 : 2) и селективность процесса синтеза метанола по реакциям

СО + 2Н₂ = СН₃ОН

2СН₃ОН = СН₃ОСН₃ + Н₂О

если газовая смесь на выходе из реактора имеет состав, об. %: СН₃СОН – 92; СН₃ОСН₃ – 1; СО – 2; Н₂ – 4; Н₂О – 1.