硫酸和盐酸 获得方法
在高中阶段,硫酸被认为是完全电离的H2SO4=2H+ + SO4 2-
但是如果你学竞赛的话硫酸的一级电离是完全的H2SO4=H+ + HSO4-
但是2级电离不完全,电离常数约为0.01 HSO4-=H+ + SO4 2-
盐酸 HCl=H+ + Cl-
硫酸和盐酸都具有酸的通性。
浓硫酸有强氧化性,吸水性,脱水性。
浓盐酸具有很强的挥发性以及一定的还原性(常被用于制备氯气)。
硫酸的工业制法是用含硫矿石或者硫磺来氧化制得。盐酸一般用氯气和氢气反应制得。具体参见高中课本。
工业制盐酸:用Cl2、H2燃烧法制取HCl气体,然后将HCl气体溶于水制得的 工业制硝酸:氨氧化法制取,其法以氨和空气为原料,用Pt—Rh合金网为催化剂在氧化炉中于 800℃进行氧化反应,生成的NO在冷却时与O2生NO2,NO2在吸收塔内用水吸收在过量空气中O2的作用下转化为硝酸,最高浓度可达50%。制浓硝酸则把50%HNO3与Mg[NO3]2或浓H2SO4蒸馏而得 工业制硫酸:先将硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧,以得到二氧化硫气体;用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒V2O5作催化剂,将二氧化硫转化成三氧化硫;成三氧化硫要用到98%的浓H2SO4来吸收再兑水
接触法主要的原料为燃硫或硫化铁尔来的二氧化硫,及空气中的氧,使二氧化硫氧化而为三氧化硫,吸收于水中,即可得任何浓度的硫酸。惟此氧化,须有某种接触剂存在时始有作用;最常用者为铂及钒之氧化物。二氧化硫自燃硫而得者可直接使其氧化,若自燃硫化铁的燃烧,而得者须先降冷,洗之以酸或由滤过法或由沉淀法使之清洁;灰尘,硫蒸汽,砷,磷及其它物质存于气流中者,必须除去免其害及接触剂,为不纯物质对于氧化矾危害较铂轻。
(4)接触法制硫酸的反应原理:燃烧硫或金属硫化物等原料来制取二氧化硫。使二氧化硫在适当的温度后催化剂的作用下氧化成三氧化硫,在使三氧化硫跟水化合生成硫酸。二氧化硫跟氧气在催化剂的表面上接生产过程:以硫铁矿为原料时步骤如下
(a)二氧化硫的制取和净化:硫铁 矿粉碎成细小矿粒在沸腾炉充分燃烧4FeS2+11O2 ===== 2Fe2O3+8SO2 从沸腾炉里出来的气体叫炉气,其中含二氧化硫、氧气、氮气、水以及一些杂质,如砷、硒等化合物矿尘等,杂质和矿尘都会使催化剂作用减弱或失去作用。这种现象叫催化剂幅。水蒸气对设备和生产也有不良影响。为此在进行氧化反应前,炉气必须通过除尘洗涤(除去硒、砷等化合物)干燥等净化设备应除去有害杂质,净化后的混合气体主要含二氧化硫,氧气和氮气。
(b)二氧化硫氧化成三氧化硫,二层催化剂中装有一个热交换器,用来把硫酸的工业制法
(c)三氧化硫的吸收和硫酸的生成:为了更可能把三氧化硫吸收干净并在吸收过程中不形成酸雾,工业上是用98.3%的硫酸来吸收三氧化硫,在吸收塔里一氧化硫从塔下部通入98.3%的硫酸从塔顶喷下,成品硫酸从塔底放出98.3%的硫酸。吸收三氧化硫后浓度增大,然后把它用水稀释成稀硫酸,配制成各浓度的硫酸。
(d)尾气中的二氧化硫回收:从吸收塔上部导出的没有起反应的氧气和少量二氧化硫以及不起反应的氮气等气体工业上称尾气,用尾气中含少量二氧化硫放空气中会造成大气污染,尾气中二氧化硫回收常采用氨吸收法
SO2+2NH3+H2O =====(NH4)2SO3
(NH4)2SO3+SO2+H2O ===== 2NH4HSO3 当吸收液中亚硫酸氢铵达一定浓度后再跟93%的硫酸反应放出二氧化硫气体。放出的二氧化硫可用于制液体二氧化硫,硫酸铵可制成肥料。
盐酸的工业制法之一
工业上制取盐酸时,首先在反应器中将氢气点燃,然后通入氯气进行反应,制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中,有毒的氯气被过量的氢气所包围,使氯气得到充分反应,防止了对空气的污染。在生产上,往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应。
盐酸的工业制法之二
盐酸是氯比氢的水溶液。在制革、印染、食品、医药、化工、冶金等工业部门大量使用盐酸。工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合,然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。
近年来,工业上还发展了由生产含氯有机物的副产品氯化氢制盐酸。例如,氯气跟乙烯反应,生成二氯乙烷(C2H4Cl2)。它再经过反应生成氯乙烯,后者是制聚氯乙烯的原料。
C2H4Cl2=C2H3Cl(氯乙烯)+HCl
氯化氢是制氯乙烯的副产品。
硫酸 这个实验室一般不制取,第一个人说的肯定不对,你学过硫酸工业就知道,SO2与O2得在催化剂下才能反应,而且是可逆反应,转化率很低,制取出的是有杂质的。
S+O2==点燃==SO2 2SO2+O2==V2O5==2SO3 SO3+H2O===H2SO4
注意事项:不要让SO2,SO3泄漏,剧毒气体,可以腐蚀呼吸道
盐酸:电解食盐水,将得到氢气,氯气,氢氧化钠。将氯气通入水,得到次氯酸,盐酸,次氯酸在光照下分解成盐酸,氧气。或者将氢气,氯气汇合得到氯化氢通入水
2NaCl+2H2O==通电==2H2↑+Cl2↑+2NaOH
Cl2+H2O===HClO+HCl 2HClO===2HCl+O2 ↑ H2+Cl2===2HCl
硝酸:将氮气,氧气混合,在5000摄氏度高温下合成一氧化氮,涌入氧气氧化成二氧化氮,溶于水得到硝N2+O2==5000C==2NO 2NO+O2====2NO2 3NO2+H2O===2HNO3+NO
注意事项,氮氧化物有毒,要小心
磷酸:将白磷引燃,得到五氧化二磷,溶于热水得到磷酸(注意,一定要70度以上的热水,否则生成的是偏磷酸而不是磷酸)
4P+5O2===2P2O5 P2O5+3H2O===2H3PO4
注意,五氧化二磷剧毒,要非常小心!!!!
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