本文总结了高中要求的所有常见无机物的工业制备方法,包括工业制HNO3、H2SO4、HCl、氨气、玻璃等,方便学生进行系统复习。
以海水(MgCl2) 与 贝壳(CaCO3) 为原料
方程式:
煅烧石灰石(或者海滩上贝壳)制取生石灰:
CaCO3
制取石灰乳:
CaO+H2O=Ca(OH)2
把海水中的氯化镁沉淀下来,达到富集的目的:
MgCl2+ Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+ CaCl2
过滤得到氢氧化镁,和盐酸反应制取氯化镁:
Mg(OH)2 + 2HCl=MgCl2 + 2H2O
电解熔融氯化镁制取镁:
MgCl2(熔融)
铝土矿的主要成分是Al2O3,含有少量杂质Fe2O3、SiO2。
工业上从铝土矿中提取铝可采用如下工艺流程:
方程式:
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
AlCl3+4NaOH(过)=NaAlO2+3NaCl+H2O
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
2Al(OH)3
2Al2O3
注:Al2O3熔点2045℃,冰晶石为助熔剂,化学式为Na3AlF6,使Al2O3在1000℃即可熔融。
方程式:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓
2Al(OH)3=△=Al2O3+3H2O
2Al2O3
注:Al2O3熔点2045℃,冰晶石为助熔剂,化学式为Na3AlF6,使Al2O3在1000℃即可熔融。
方程式:
Fe2O3+3CO=(高温)2Fe+3CO2
电解:阳极用粗铜 阴极用纯铜 电解质溶液为CuSO4溶液
阳极:Cu-2e-=Cu2+
阴极:Cu2++2e-=Cu
2NaCl=(电解)2Na+Cl2↑
2Al2O3=(电解)4Al+3O2↑
注:催化剂为熔融的冰晶石,化学式为NaAlF6
利用反应 SiO2+2C=(高温)=Si+2CO↑
能得到不纯的粗硅。粗硅需进行精制,才能得到高纯度硅。
首先,使Si跟Cl2起反应:
Si+2Cl2=SiCl4(400 ℃~500 ℃)
生成的SiCl4液体通过精馏,除去其中的硼、砷等杂质。然后,用H2还原SiCl4:
SiCl4+2H2=(高温)= Si+4HCl这样就可得到纯度较高的多晶硅。
生石灰 (高温煅烧石灰石)
CaCO3 =(高温)= CaO+CO2↑
玻璃工业(玻璃窑法)
Na2CO3+ SiO2 =高温=Na2SiO3 +CO2↑
CaCO3 +SiO2 =高温=CaSiO3 +CO2↑
流程:
原理:
4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2
SO3+H2O⇌H2SO4
催化剂:V2O5
H2+Cl2=2HCl(反应条件:点燃)
然后用水吸收
在合成塔内完成
流程:
原理:N2+3H2 ⇌(高温、高压、催化剂)2NH3
催化剂:铁触媒
流程:
原理:
N2+3H2=(高温、高压、催化剂)2NH3
2NO+O2=2NO2
3NO2+H2O=2HNO3+NO
催化剂:Pt
NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl
1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
2)NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NH4HCO3结晶析出)
3)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反应条件:加热)
2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)
2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
2NaOH +Cl2=NaCl+NaClO+H2O
C+H2O=CO+H2
联系客服