(一)纯碱工业
一、路布兰法碳酸钠的工业生产.其生产原理是:
1. 用硫酸将食盐转变成硫酸钠
NaCl+H2SO4Na2CO3+CO2+H2O
2NH4Cl +Ca(OH)2==CaCl2+NH3+H2O
氨碱法的优点:
原料便宜易得,氨和部分二氧化碳可循环利用,产品纯度高,步骤简单.
氨碱法的缺点:
副产物氯化钙的处理问题,氯化钠的利用率低.
二、联合制碱法(侯式制碱法)
联合制碱法的原理和氨碱法一样.
联合制碱法与氨碱法的不同之处:氨碱法的原料来自于合成氨(二氧化碳、氨气),同时得到的副产品是氯化铵,氯化铵用途:氮肥,焊药,电解液.这里面氯化铵是以溶液的形式存在的,氯化铵析出和溶解存在溶解平衡.所以,加入氯离子或者铵根离子均可以使其析出.事实工业上也是这么做的,向里面通入氨气或者加入食盐颗粒,析出氯化铵后的溶液含有氨水和氯化钠,可以返回做反应物.这样的话,氯化钠的利用率提高到了96%.
综合以上的分析联合制碱法优点:综合利用了合成氨的原料,提高了氯化钠的利用率,减少了环境污染.
相同点:原理相同
不同点:原料来源不同,副产物不同
(二)海水综合利用
一、海水制盐:海水晒盐
二、氯碱工业:1、电解饱和食盐水制氯气、氢气和氢氧化钠
阳极 (C): 2Cl -- 2e-=Cl2↑
阴极 (C): 2H+ +2e-= H2 ↑
总反应:2NaCl+2H2O==2NaOH+ Cl2↑ + H2↑
三、镁工业:往海水中加入适量Ca(OH)2 ,使Mg2+转化为 Mg(OH)2沉淀而富集起来,然后再加入浓盐酸,得到MgCl2的浓溶液,再结晶就得到MgCl2晶体.最后将MgCl2在熔融状态下电解就得到金属镁和氯气
四、吹出法制溴:将溴离子、碘离子氧化为单质后,利用溴易挥发先将溴单质吹出,并用二氧化硫水溶液吸收后再用氯气氧化就得到溴单质产品;
即 :氯化 吹出 吸收 氯化
碘氧化后用萃取剂萃取再蒸馏即得
(三)钢铁冶炼
一、原料:铁矿石:铁来源.
焦炭、空气:产生热量及还原剂CO
石灰石:除脉石
二、设备:高炉
三、主要化学反应:①还原剂CO的生成:C+O2→CO2 CO2+C→CO C+O2→CO
②铁的还原:Fe2O3+3CO →2Fe+3CO2
③炉渣的生成:CaCO3→CaO+CO2↑ CaO+SiO2→CaSiO3
四、尾气:高炉煤气(CO、CO2、N2等)
炉渣、尾气的回收处理:(1)炉渣:制水泥、渣砖等的原料(2)尾气:Fe2O3尘粒回收炼钢.CO作气体燃料
(四)合成氨工业
铁触媒 500℃
N2 + 3H2 2NH3
20~50MPa
一、合成氨的适宜条件:(1)压强:20~50MPa
(2)温度:500℃
(3)催化剂:铁触媒(以Fe为主体的多成分催化剂)
条件的选择根据影响速率和平衡两方面考虑
使氨生成的快 使氨生成的多
(从化学反应速率分析) (从化学平衡分析)
压 强 高压 高压
温 度 高温 低温
是 否 要 用催 化 剂 使用 无影响
二、合成氨工业简述:原料:空气、水、燃料
(五)接触法制硫酸:
一、原料:硫铁矿、硫磺、石膏
二、原理:1、SO2的制取:4FeS(s) + 11O2 高温 2Fe(s)+ 8SO2
2、SO2的催化氧化:2SO2(g) + O2 (g) 催化剂 2SO3(g)
3、SO3的吸收:SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l)