高考化學:無機物工業合成方法大全

2019-10-17   良知修行

本文總結了高中要求的所有常見無機物的工業製備方法,包括工業制HNO3、H2SO4、HCl、氨氣、玻璃等,方便學生進行系統複習。

1、鎂的冶煉(從海水中提取鎂)


以海水(MgCl2) 與 貝殼(CaCO3) 為原料



方程式:

煅燒石灰石(或者海灘上貝殼)製取生石灰:

CaCO3

CaO+CO2

製取石灰乳:

CaO+H2O=Ca(OH)2

把海水中的氯化鎂沉澱下來,達到富集的目的:

MgCl2+ Ca(OH)2=Mg(OH)2+ CaCl2

過濾得到氫氧化鎂,和鹽酸反應製取氯化鎂:

Mg(OH)2 + 2HCl=MgCl2 + 2H2O

電解熔融氯化鎂製取鎂:

MgCl2(熔融)

Mg+Cl2

2、鋁的冶煉(從鋁土礦中提取鋁)



鋁土礦的主要成分是Al2O3,含有少量雜質Fe2O3、SiO2。

工業上從鋁土礦中提取鋁可採用如下工藝流程:


方程式:

Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O

Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

MgO+2HCl=MgCl2+H2O

AlCl3+4NaOH(過)=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

註:Al2O3熔點2045℃,冰晶石為助熔劑,化學式為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

註:Al2O3熔點2045℃,冰晶石為助熔劑,化學式為Na3AlF6,使Al2O3在1000℃即可熔融。

3、高爐煉鐵




方程式:

Fe2O3+3CO=(高溫)2Fe+3CO2

4、銅的精鍊




電解:陽極用粗銅 陰極用純銅 電解質溶液為CuSO4溶液

陽極:Cu-2e-=Cu2+

陰極:Cu2++2e-=Cu

5、工業制金屬Na



2NaCl=(電解)2Na+Cl2

6、工業制金屬Al



2Al2O3=(電解)4Al+3O2

註:催化劑為熔融的冰晶石,化學式為NaAlF6

7、工業制矽


利用反應 SiO2+2C=(高溫)=Si+2CO

能得到不純的粗矽。粗矽需進行精製,才能得到高純度矽。

首先,使Si跟Cl2起反應:

Si+2Cl2=SiCl4(400 ℃~500 ℃)

生成的SiCl4液體通過精餾,除去其中的硼、砷等雜質。然後,用H2還原SiCl4:

SiCl4+2H2=(高溫)= Si+4HCl這樣就可得到純度較高的多晶矽。

8、矽酸鹽工業

生石灰 (高溫煅燒石灰石)

CaCO3 =(高溫)= CaO+CO2

玻璃工業(玻璃窯法)

Na2CO3+ SiO2 =高溫=Na2SiO3 +CO2

CaCO3 +SiO2 =高溫=CaSiO3 +CO2

9、工業制硫酸

流程:


原理:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2

2SO3

SO3+H2OH2SO4

催化劑:V2O5

10、工業製鹽酸

H2+Cl2=2HCl(反應條件:點燃)

然後用水吸收

在合成塔內完成

11、合成氨工業

流程:


原理:N2+3H2 (高溫、高壓、催化劑)2NH3

催化劑:鐵觸媒

12、硝酸工業

流程:


原理:

N2+3H2=(高溫、高壓、催化劑)2NH3


2NO+O2=2NO2

3NO2+H2O=2HNO3+NO

催化劑:Pt

13、純鹼工業

NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl

1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3

2)NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl(NH4HCO3結晶析出)

3)2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2(反應條件:加熱)

14、氯鹼工業

2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(電解飽和食鹽水)


15、工業制漂白粉、漂白精


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

2NaOH +Cl2=NaCl+NaClO+H2O

16、工業製取水煤氣

C+H2O=CO+H2




來源網絡,如有侵權,請立即聯繫刪除