Решебник по химии 9 класс Габриелян | Страница 137

Вопрос

Вы познакомились с производством простых веществ — неметаллов. А как в промышленности получают важнейшие соединения неметаллов?

В промышленности важнейшие соединения неметаллов получают путём различных химико-технологических процессов, специально подобранных под свойства конкретного неметалла и желаемого соединения.

Например:

1. Производство серной кислоты (H₂SO₄)

Это один из важнейших процессов. Он включает три стадии:

• Обжиг серы или пирита (FeS₂) для получения диоксида серы (SO₂)

• Каталитическое окисление SO₂ до триоксида серы (SO₃) на ванадиевом катализаторе

• Поглощение SO₃ водой с образованием H₂SO₄ или вначале — олеума.

Пример уравнений:

(4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂)

(2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃)

(SO₃ + H₂O → H₂SO₄)

2. Получение аммиака (NH₃)

Аммиак получают синтезом из простых веществ — азота и водорода — по реакции:

(N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q)

Реакция проводится при высокой температуре (450–500 °C), высоком давлении (до 30 МПа) и в присутствии железного катализатора. Это — синтез Габера-Боша.

3. Получение кремниевых соединений

Кремний получают из диоксида кремния (SiO₂) восстановлением углеродом при температуре около 2000 °C:

(SiO₂ + 2C → Si + 2CO↑)

Из кремния получают силициды, кремниевую кислоту, силикатные материалы и стекло.

4. Получение хлора и соляной кислоты (HCl)

Хлор получают электролизом раствора хлорида натрия:

(2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂↑ + H₂↑)

Хлор затем может реагировать с водородом:

(H₂ + Cl₂ → 2HCl)

5. Получение фосфорных соединений

Фосфор получают восстановлением фосфата кальция с песком и коксом:

(Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C → 3CaSiO₃ + 2P + 5CO↑)

Фосфор используют для получения фосфорной кислоты и удобрений.

Таким образом, в промышленности для получения соединений неметаллов применяют процессы:

• Окисления (например, для получения кислот)

• Восстановления (для получения чистых неметаллов)

• Электролиза (для выделения активных веществ — например, хлора)

• Реакций соединения (для получения кислот и солей)

• Принципы противотока, теплообмена и циркуляции (для повышения эффективности).

Эти процессы позволяют производить соединения неметаллов в больших масштабах для нужд промышленности, сельского хозяйства, медицины и других сфер.