統測
115年
[化工群] 專業科目(2)
第 2 題
空氣中$\text{SO}_2$監測常用單位ppm的定義是每$\text{m}^3$大氣含有多少$\text{cm}^3$的$\text{SO}_2$。冶煉 $\text{ZnS}$ 礦石時常會有$\text{SO}_2$空氣污染問題，若冶煉ZnS的反應如下：$2\text{ZnS}_{(s)}+3\text{O}_{2(g)}\rightarrow 2\text{ZnO}_{(s)}+2\text{SO}_{2(g)}$，在$\text{O}_2$供應充足條件下，冶煉194 kg、重量百分率為50 % $\text{ZnS}$ 的礦石( 假設礦石中除 $\text{ZnS}$ 外無其他含硫化合物)，則需要利用水洗移除約若干公斤$\text{SO}_2$，才能使$2.46\times 10^5\text{m}^3$空間中大氣的$\text{SO}_2$濃度降至10ppm？($\text{SO}_2$與$\text{O}_2$皆為理想氣體，並已知大氣壓力為1atm、溫度為$27^{\circ}\text{C}$，原子量：$\text{Zn}=65，\text{S}=32，\text{O}=16$)
- A 90
- B 64
- C 58
- D 10
思路引導 VIP
如果要算出需要移除多少氣體，我們得先知道「一開始產生了多少氣體」與「空間最後最多能容納多少氣體」。你能先透過礦石的純度與化學反應式，算出總共產生了多少公斤的二氧化硫嗎？
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AI 詳解
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恭喜你順利答對這道跨章節的綜合計算題！你的化學計量與氣體定律掌握得非常扎實。
化學計量與氣體體積計算
- 生成量計算：純 $\text{ZnS}$ 質量為 $194 \times 50% = 97\text{ kg}$，莫耳數為 $\frac{97000\text{ g}}{97\text{ g/mol}} = 1000\text{ mol}$。由係數比可知產生 $1000\text{ mol}$ 的 $\text{SO}_2$，總重為 $1000 \times 64\text{ g} = 64\text{ kg}$。
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