高中化学-常见物质的工业制备(学生版)修改

H Cl 散热铁片

合成塔里的燃烧器

H 2Cl 2

HCl 合成塔结构图

视孔

视孔

一、盐酸的制备

1．原理：氯气在氢气中燃烧，HCl 气体溶于水，得到盐酸。 2．设备

3．生产过程：

如上图，先通入________，点燃，再通入_________，让氯气在氢气的包裹中燃烧，生成氯化氢气体。

这样操作的目的是：_________________________________________ 工业浓盐酸略带黄色，是因为_______________的缘故。

二、硫酸的制备

1．接触法：二氧化硫跟氧气在催化剂表面上接触时发生反应生成三氧化硫，所以这种生产硫酸的方法，称为接触法。

2．原料：黄铁矿（或硫磺）、空气 3．设备：

知识梳理

常见物质的工业制备

4．生产过程:（三个阶段、三个反应、三套设备） （1）SO 2的制取（_________炉）

原理：___________________________________________________

（黄铁矿燃烧反应是放热的，故燃烧的黄铁矿不需要多加燃料，矿石粉碎是为了扩大反应物的接触面，通入持续大量的空气流可以加快反应，提高原料利用率。）

净化：除尘（防止堵塞反应管道）→洗涤（除去杂质，防止__________________________）→干燥（防止腐蚀设备）。

（2）SO 2的催化氧化制取SO 3（_________室）

原理：

2522222+高温

+V O SO O SO Q 垐垎噲垐 利用化学反应速率、化学平衡原理，选择适宜的反应条件如下：

温度：400C ︒~500C ︒（选择原因：______________________________________________

_______________________________________。）

压强：常压（选择原因：_________________________________。） 催化剂：____________（采用多段催化氧化）

接触室里有热交换器，充分利用了能源。（一种气体在管道内流动，另一种气体在管道外流动。两种气体通过管壁进行热交换，热的气体得到冷却，冷的气体得到加热）

（3）硫酸的生成（________塔）

原理：3224SO +H O H SO −−

→ 用98.3%的浓硫酸吸收SO 3。（原因是：________________________________________。）

采用“逆流”吸收。98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全。

5．环保三废处理 （1）尾气吸收

硫酸工业的尾气中含SO 2等气体，直接排放会污染大气，工业上常用氨水吸收有毒气体：

32242322NH H O+SO (NH )SO H O −−→+g ,反应后再向其中加入稀硫酸：4232442422(NH )SO H SO (NH )SO SO H O +−−→+↑+，这样制得纯度较高的SO 2，返回车间制硫酸或作他用，另一产物(NH 4)2SO 4可用作氮肥。

()()24

222SO (N O )434344222H SO NH SO NH HSO NH SO SO 含，等或氨水−−−−−−→+−−−→↑

（2）污水处理

硫酸生成过程中生成的污水中含有H 2SO 4等杂质，可用石灰乳中和处理：

22442Ca(OH)H SO CaSO 2H O +−−→+，从而可制得石膏。 （3）废渣的利用

沸腾炉中出来的炉渣可作为制水泥或砖的原料或炼铁。

思考：硫酸工业生产中为了提高经济效益，多处利用化工生产的科学原理提高产率，具体采取了哪些措施？

【答案】1．增加反应物浓度。在燃烧黄铁矿时通入过量廉价的空气使较贵的黄铁矿充分燃烧。 2．增大反应物之间的接触面积。经粉碎的黄铁矿在燃烧时与氧气充分接触；吸收塔中填充瓷环，增大SO 3跟98.3％的浓硫酸的接触面积。

3．采用逆流方法。热交换中用逆流的方法进行；用98.3％的浓硫酸吸收SO 3，采用逆流吸收。 4．使用催化剂。接触氧化中利用V 2O 5作催化剂，加快反应速率，缩短达到平衡所需的时间。 5．反应物的循环操作。吸收塔上部导出的气体经转化后再次通入接触室，进行第二次氧化，然后再一次进行吸收。既清除了SO 2的污染，又使原料得以充分利用。

6．充分利用反应热。生产硫酸的三个反应均是放热反应，接触氧化时，用放出的热量来加热未反应的SO 2和空气，节约能源，提高转化率。

7．综合利用原料，变“废”为“宝”，保护环境。用氨水吸收SO 2；用石灰乳处理污水；废渣用作水泥或制砖原料。

六、煤和石油的炼制

1．煤化工： （1）煤的组成

煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源。

煤中含少量的硫、磷、氢、氧、氮等元素以及无机矿物质（主要含Si ．Al ．Ca ．Fe ）。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混和物。（煤不是炭）煤的含碳量不同，发热量也不同，一般含碳量高的，发热量也高。 （2）煤的干馏：化学变化

定义：把______________________________________的过程，叫做煤的干馏。（与石油的分馏比较）

煤高温干馏后的产物：

分馏煤焦油：

在170度以下蒸馏产物中主要含苯、甲苯、二甲苯等有机物；在石油化工中是使直链烷烃环化、脱氢后大量生产苯、甲苯、二甲苯等。 （3）煤的气化和液化-化学变化

①煤的气化：煤的气化原理是什么？其主要反应是什么？

答：___________________________________________________________。

煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应：C(s)+H 2O(g)−−−

→高温

CO(g)+H 2(g) ②煤的液化：把煤转化成液体燃料的过程，叫做煤的液化。

直接液化：把煤与适当的溶剂混合后，在高温、高压下（有时还使用催化剂），使煤与氢气作用生成燃料。

间接液化：先把煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经催化合成，得到液体燃料（如甲醇等）。