冰晶石的化学式(氯化铝)

高中常见无机物工业制备方法总结
本文旨在总结高中化学中常见的无机物工业制备方法，帮助同学们系统复习相关知识。
1. 硝酸 (HNO₃)
硝酸工业制备主要通过氨氧化法。
第一步：氨氧化
> 4NH₃ + 5O₂ → (催化剂、△) 4NO + 6H₂O
> (反应条件：800℃高温，铂铑合金催化剂作用下)
第二步：NO氧化
> 2NO + O₂ → 2NO₂
第三步：NO₂ 与水反应
> 3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

2. 硫酸 (H₂SO₄)
硫酸工业制备主要通过接触法。
第一步：硫磺燃烧
> 4FeS₂ + 11O₂ → (高温) 2Fe₂O₃ + 8SO₂
> (沸腾炉)
第二步：二氧化硫氧化
> 2SO₂ + O₂ ⇌ (加热、催化剂) 2SO₃
> (接触室)
第三步：三氧化硫吸收
> SO₃ + H₂O → (高温) H₂SO₄
> (吸收塔)

3. 盐酸 (HCl)
盐酸工业制备主要通过两种方法：
直接合成法
> H₂ + Cl₂ → (点燃) 2HCl
> 然后用水吸收，在合成塔内完成。
电解食盐水法
> 2NaCl + 2H₂O = (电解) H₂↑ + Cl₂↑ + 2NaOH
4. 氨气 (NH₃)
氨气工业制备主要通过合成氨法。
合成塔反应
> 3H₂ + N₂ ⇌ (高温高压催化剂) 2NH₃
> 注：催化剂为铁触媒

5. 玻璃
玻璃的工业制备主要通过以下反应：
主要原料的反应
> Na₂CO₃ + SiO₂ → (高温) Na₂SiO₃ + CO₂↑
> CaCO₃ + SiO₂ → (高温) CaSiO₃ + CO₂↑
硅的提纯
> SiO₂ + 2C → (高温) Si + 2CO↑
> 利用该反应得到不纯的粗硅。粗硅需进行精制，才能得到高纯度硅。
> 使Si跟Cl₂起反应： Si + 2Cl₂ → SiCl₄ (400 ℃～500 ℃)
> 生成的SiCl₄液体通过精馏，除去其中的硼、砷等杂质。然后，用H₂还原SiCl₄： SiCl₄ + 2H₂ → (高温) Si + 4HCl 这样就可得到纯度较高的多晶硅。

6. 金属的制备
钠 (Na)
> 2NaCl = (电解) 2Na + Cl₂↑
镁 (Mg)
> MgCl₂ = (电解) Mg + Cl₂↑

铝 (Al)
> 2Al₂O₃ = (电解) 4Al + 3O₂↑
> 注：催化剂为熔融的冰晶石，化学式为Na₃AlF₆

铁 (Fe)
> 高温煅烧石灰石：
> CaCO₃ = (高温) CaO + CO₂↑
> 然后用CO还原氧化铁：
> Fe₂O₃ + 3CO = (高温) 2Fe + 3CO₂
7. 铜 (Cu) 的冶炼
直接用CO还原氧化铜
> CuO + CO = (高温) Cu + CO₂
电解精炼
> 电解：阳极用粗铜
> 阳极：Cu－2e＝Cu²⁺
> 阴极：Cu²⁺ + 2e＝Cu
8. 其他常见无机物的制备
氢气 (H₂)
> C + H₂O = (高温) CO + H₂

二氧化碳 (CO₂)
> CaCO₃ = (高温) CaO + CO₂↑

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