工业“三酸两碱”
工业上的“三酸两碱”其实就是指工业上常用的硝酸、硫酸、盐酸以及烧碱、纯碱。
硝酸硝酸(化学式是HNO3)是一种重要的强酸,别名是硝镪水,其特点是具有强氧化性和腐蚀性。除了性质较稳定的金、铂、钛、铌、钽、钌、铑、锇、铱以外,其他金属都能被它溶解.通常情况下人们把69%以上的硝酸溶液称为浓硝酸,把98%以上的硝酸溶液称为发烟硝酸。[1]
硫酸硫酸(化学式是H2SO4)是化学六大无机强酸之一。一般情况下,是没有纯硫酸的,因此人们把浓度低于98.0%而高于70%的分为浓硫酸,而浓度低于70%的分为稀硫酸。浓硫酸浓硫酸具有的三大特性:
1、吸水性(物理性质)。
就硫酸而言,吸水性有很多用处,比如很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是良好的干燥剂。
这个与脱水性有很大的不同:脱水性一般反应前没有水,而是H、O元素以个数比2:1的形式形成水,从有机物中出来。
而吸水性则是反应前就有水,只是在此过程中硫酸做了一个干燥剂的作用。如:
CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,这个反应,就是体现硫酸的吸水性,而不是脱水性,因为反应前有水。
还有在实验室制取乙烯的过程中,体现浓硫酸的吸水性,促使反应向正反应方向进行。在一些硫酸作催化剂的反应中,尤其是是浓硫酸,一般都体现硫酸的吸水性。
将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。
⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量的热,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性质。
⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。
2、脱水性(化学性质)。
⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成了黑色的炭(炭化)。
3、氧化性(化学性质)。
⑴跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
⑵跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这
类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
⑶跟其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。稀硫酸物理性质: 无色透明液体。熔点较低。
化学性质:1、可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水;
2、可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸;
3、可与碱反应生成相应的硫酸盐和水;
4、可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气;
5、加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。[2]
盐酸盐酸(化学式是HCl)是氯化氢气体的水溶液。一般的盐酸呈无色,但工业盐酸因为含有杂质而呈黄色。三酸两碱的工业制法1.
工业制硫酸的原料一般是黄铁矿石
成分为FeS2 将其磨碎,在燃烧炉中燃烧,生成Fe2O3和 SO2气体
4FeS2 + 11O2 == 2Fe2O3 + 8SO2(气体) (反应条件:高温)
SO2在催化剂存在(一般为V2O5)的情况下继续氧化成SO3
2SO2 + O2 == 2SO3
SO3用较浓的硫酸(略小于98.3%)吸收,就可生成硫酸
SO3 + H2O == H2SO4(常温)
2.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。
H2+Cl2=2HCl(反应条件:点燃)
然后用水吸收
在合成塔内完成
3.氨氧化法制硝酸,工业制法原料:NH3 ,水,空气.
主要反应为:4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中];
(反应条件:800度高温,催化剂铂铑合金作用下)
2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中];
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔];
4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。
4.联合制碱法(侯氏)
(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
(2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(NH4HCO3结晶析出)
(3)2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
即:①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑
5.用天然碱生产苛化烧碱的原理是:
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3
工业上也用
2NaCl+2H2O=H2+Cl2+2NaOH(电解饱和食盐水)制烧碱。