高考化学:无机物工业合成方法大全

2019-10-17     良知修行

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。

1、镁的冶炼(从海水中提取镁)


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

CaO+CO2

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)

Mg+Cl2

2、铝的冶炼(从铝土矿中提取铝)



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

Al2O3+3H2O

2Al2O3

4Al+3O2

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

4Al+3O2

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。

3、高炉炼铁




方程式:

Fe2O3+3CO=(高温)2Fe+3CO2

4、铜的精炼




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

5、工业制金属Na



2NaCl=(电解)2Na+Cl2

6、工业制金属Al



2Al2O3=(电解)4Al+3O2

注:催化剂为熔融的冰晶石,化学式为NaAlF6

7、工业制硅


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。

8、硅酸盐工业

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

9、工业制硫酸

流程:


原理:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2

2SO3

SO3+H2OH2SO4

催化剂:V2O5

10、工业制盐酸

H2+Cl2=2HCl(反应条件:点燃)

然后用水吸收

在合成塔内完成

11、合成氨工业

流程:


原理:N2+3H2 (高温、高压、催化剂)2NH3

催化剂:铁触媒

12、硝酸工业

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

13、纯碱工业

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)

14、氯碱工业

2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)


15、工业制漂白粉、漂白精


2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

2NaOH +Cl2=NaCl+NaClO+H2O

16、工业制取水煤气

C+H2O=CO+H2




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文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/ia1L3W0BMH2_cNUgkAe6.html