工業“三酸兩鹼”

2SO2 2NO 4NO2

工業上的“三酸兩鹼”其實就是指工業上常用的硝酸、硫酸、鹽酸以及燒鹼、純鹼。

硝酸

硝酸(化學式是HNO3)是一種重要的強酸,別名是硝鏹水,其特點是具有強氧化性和腐蝕性。除了性質較穩定的金、鉑、鈦、鈮、鉭、釕、銠、鋨、銥以外,其他金屬都能被它溶解.通常情況下人們把69%以上的硝酸溶液稱為濃硝酸,把98%以上的硝酸溶液稱為發煙硝酸

硫酸

硫酸(化學式是H2SO4)是化學六大無機強酸之一。一般情況下,是沒有純硫酸的,因此人們把濃度低於98.0%而高於70%的分為濃硫酸,而濃度低於70%的分為稀硫酸。

濃硫酸

濃硫酸具有的三大特性:
1、吸水性(物理性質)。
就硫酸而言,吸水性有很多用處,比如很多的氣體都可以用濃硫酸來乾燥。它是良好的乾燥劑。
這個與脫水性有很大的不同:脫水性一般反應前沒有水,而是H、O元素以個數比2:1的形式形成水,從有機物中出來。
而吸水性則是反應前就有水,只是在此過程中硫酸做了一個乾燥劑的作用。如:
CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,這個反應,就是體現硫酸的吸水性,而不是脫水性,因為反應前有水。
還有在實驗室製取乙烯的過程中,體現濃硫酸的吸水性,促使反應向正反應方向進行。在一些硫酸作催化劑的反應中,尤其是是濃硫酸,一般都體現硫酸的吸水性。
將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其質量將增加,密度將減小,濃度降低,體積變大,這是因為濃硫酸 具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是濃硫酸的性質,而不是稀硫酸的性質。
⑵濃硫酸的吸水作用,指的是濃硫酸分子跟水分子強烈結合,生成一系列穩定的水合物,並放出大量的熱,故濃硫酸吸水的過程是化學變化的過程,吸水性是濃硫酸的化學性質
⑶濃硫酸不僅能吸收一般的游離態水(如空氣中的水),而且還能吸收某些結晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。
2、脫水性(化學性質)。
⑴就硫酸而言,脫水性是濃硫酸的性質,而非稀硫酸的性質,即濃硫酸有脫水性且脫水性很強。
⑵脫水性是濃硫酸的化學特性,物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水分子中氫氧原子數的比(2∶1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。
⑶可被濃硫酸脫水的物質一般為含氫、氧元素的有機物,,其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質中的有機物,被脫水後生成了黑色的炭(炭化)。
3、氧化性(化學性質)。
⑴跟金屬反應
①常溫下,濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。
②加熱時,濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應,生成高價金屬硫酸鹽,本身一般被還原成SO2
在上述反應中,硫酸表現出了強氧化性和酸性。
⑵跟非金屬反應
熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質氧化到其高價態的氧化物或含氧酸,本身被還原為SO2。在這
類反應中,濃硫酸只表現出氧化性。
⑶跟其他還原性物質反應
濃硫酸具有強氧化性,實驗室製取H2S、HBr、HI等還原性氣體不能選用濃硫酸。

稀硫酸

物理性質: 無色透明液體。熔點較低。
化學性質:1、可與多數金屬(比銅活潑)氧化物反應,生成相應的硫酸鹽和水;
2、可與所含酸根離子對應酸酸性比硫酸根離子弱的鹽反應,生成相應的硫酸鹽和弱酸;
3、可與鹼反應生成相應的硫酸鹽和水;
4、可與氫前金屬在一定條件下反應,生成相應的硫酸鹽和氫氣;
5、加熱條件下可催化蛋白質、二糖和多糖的水解。

鹽酸

鹽酸(化學式是HCl)是氯化氫氣體的水溶液。一般的鹽酸呈無色,但工業鹽酸因為含有雜質而呈黃色。

三酸兩鹼的工業製法

1.
工業制硫酸的原料一般是黃鐵礦石
成分為FeS2 將其磨碎,在燃燒爐中燃燒,生成Fe2O3和 SO2氣體
4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2(氣體) (反應條件:高溫)
SO2在催化劑存在(一般為V2O5)的情況下繼續氧化成SO3
2SO2 + O2 == 2SO3
SO3用較濃的硫酸(略小於98.3%)吸收,就可生成硫酸
SO3 + H2O == H2SO4(常溫)
2.工業上生產鹽酸的主要方法是使氯氣跟氫氣直接化合,
然後用水吸收生成的氯化氫氣體。氯化氫是在合成塔里合成的。
H2+Cl2=2HCl(反應條件:點燃)
然後用水吸收
在合成塔內完成
3.氨氧化法制硝酸,工業製法原料:NH3 ,水,空氣.
主要反應為:4NH3 + 5O2 =催化劑+強熱= 4NO + 6H2O [氧化爐中];
(反應條件:800度高溫,催化劑鉑銠合金作用下)
2NO + O2 = 2NO2 [冷卻器中];
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔];
4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。
4.聯合制鹼法(侯氏)
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(NH4HCO3結晶析出)
(3)2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(飽和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加熱=Na2CO3+H2O+CO2↑
5.用天然鹼生產苛化燒鹼的原理是:
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3
工業上也用
2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(電解飽和食鹽水)制燒鹼。

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