鉴别盐酸溶液和氢氧化钠溶液所有方法
1.加酚酞,变红的是氢氧化钠,不变色的是盐酸;
2.加石蕊,变红的是盐酸,变蓝的是氢氧化钠;
3.加硝酸银,产生白色沉淀,且很久变色的是盐酸,产生白色沉淀,后立即变黑的是氢氧化钠;
4.加氯化铁,产生红褐色沉淀的是氢氧化钠,没有现象的是盐酸;
5.加氯化铜,产生蓝色沉淀的是氢氧化钠,没有现象的是盐酸;
6.加氯化镁,产生白色沉淀的是氢氧化钠,没有现象的是盐酸;
7.加氯化铝,刚开始没有现象,后来产生沉淀的是氢氧化钠,一直没有现象的是盐酸;
8.加铁,产生气泡的是盐酸,没有现象的是氢氧化钠;
9.加锌,产生气泡的是盐酸,没有现象的是氢氧化钠;
10.用铂丝粘点溶液,在酒精灯上灼烧,出现**火焰的是氢氧化钠,没有现象的是盐酸.
关于苛性碱,即氢氧化钠(NaOH)和氢氧化钾(KOH),在我国晋朝炼丹家、医药学家葛洪(283~363年)编著的《肘后备急》卷五《食肉方》中有一段记载:“取白炭灰、莸灰等分,煎令如膏。此不宜预作,十日即歇。并可去黑子,此大毒。”“食肉方”是腐蚀皮肤的药方。为什么要腐蚀皮肤呢?大概就是文中所说的“去黑子”。“黑子”是指人体皮肤上的黑痣。按我国民间迷信的说法,生长在脸面上某部位的黑痣是不吉利的,要去掉。“白炭灰”是石灰,即氧化钙(CaO);“荻灰”是草木灰,含有碳酸钾(KCO3)、碳酸钠(Na2CO3)。将此二者加水加热就是“煎”,可得不纯的氢氧化钾、氢氧化钠,有腐蚀皮肤的作用,也就是“此大毒”。因为氢氧化钾、氢氧化钠暴露在空气中会吸收空气中的二氧化碳气体,重又转变成碳酸钾、碳酸钠,所以“此不宜预作,十日即歇”。这说明我国很早就制得苛性碱,并且认识到它的一些性能。
食盐解法
在欧洲,一直到19世纪末,还是利用草木灰、纯碱和氢氧化钙作用,制取苛性碱。
1773年,瑞典化学家谢勒曾将食盐溶液与氧化铅共同加热,得到氢氧化钠溶液和**氯氧化铅颜料,使氢氧化钠转变成碳酸钠。
1882年德国出现亚铁盐法。这是把干燥的碳酸钠与粉碎的三氧化二铁以1∶3的比例混合。放进炉中煅烧生成亚铁酸钠的融熔体。将热水作用于亚铁酸钠时,它就分解生成氢氧化钠溶液和三氧化二铁。
1800年意大利物理学家伏特发明了电池传到英国后,化学家克鲁克尚克用此来电解食盐,在阴极检测到有氢氧化钠生成。
直到19世纪60年代后期电动机出现后,才利用电解廉价的食盐溶液取得氢氧化钠。
电解食盐水在阴极产生氢气,阳极产生氯气。氢氧化钠留在溶液中。
但是,生成的氯气会与氢氧化钠反应。重又生成氯化钠和次氯酸钠。
为了解决此问题,科技人员们纷纷寻求解决途径。他们在两极间设置隔离层,使电解槽分隔成两部分,一部分是阴极室,另一部分是阳极室,以阻止电解产物相互作用。隔离层还要让离子自由通过,使电解能正常运转。
1890年,德国格里西姆化工厂和马奇韦伯公司合作开发了水泥隔膜电解槽;1903年美国虎克电化学公司开发了石棉隔膜电解槽。于是,形形色色隔膜随之投产。
这样,在19世纪末和20世纪初,大量氢氧化钠在电解水的隔膜槽中制得。
由于食盐在隔膜槽中不能完全分解,因此制得的氢氧化钠溶液中含有一定量食盐,必须经过蒸发、浓缩,使食盐结晶析出,才能获得较纯的氢氧化钠。
水银解法
1892年,一位居住在英国的美国化学技术人员卡斯特勒提出,利用水银作为阴极,电解食盐水以制取氢氧化钠,并取得专利。
在水银电极上钠离子(Na+)比氢离子(H+)容易放电,获得电子后生成金属钠。它与水银生成钠汞合金。将此合金导入溶钠室中,生成氢氧化钠和氢气。
这样,在电解槽中就不再需要隔膜层了,而且得到的氢氧化钠溶液浓度较高。
不过这个方法被奥地利化学工程师克尔勒抢先了一步。他在卡斯特勒之前就以此法取得专利。两位化学工作者愿意合作,不打算进行诉讼,于1895年合作成立卡斯特勒—克尔勒制碱公司,分别于1896年和1897年在美国尼亚加拉瀑布城和英国英格兰柴郡朗科恩城建厂开工生产。尼亚加拉瀑布城有大量电力供应。朗科恩城北濒临爱尔兰海,有丰富的食盐供应。到1898年,朗科恩城工厂每天生产20吨氢氧化钠和40吨漂白粉(漂白粉是利用熟石灰吸收氯气制得的)。
全氟磺酸电解法
利用水银电极制得的氢氧化钠浓度较高,食盐少,不需要再蒸发浓缩,可以直接用于对氢氧化钠要求较高的化学工业。但是水银电极电解法在生产过程中有汞蒸气逸出,对操作人员健康有很大危害,汞渣排出又污染环境,而且运转成本高。在20世纪60年代,美国杜邦公司开发出了全氟磺酸离子膜。
这种膜具有选择性,只允许Na+带少量水分子透过,Cl-被阻挡,使阴极产物氢氧化钠溶液中NaCl含量低,成为第三种电解方法。
盐酸的制取
由于石墨电极不耐剥蚀,因此美国生产厂家使用新电极即钛电极,外层有铂、钌或铱。
在电解中得到的氯气最初只是用于制取漂白粉等,只是到1912年,卡斯特勒—克尔勒制碱公司才开始利用氯气在氢气中点燃生成氯化氢气体,溶于水生成盐酸。
盐酸虽然早在7~8世纪由阿拉伯的炼金术士们在制造王水中就已制得王水是1体积浓硝酸和3体积浓盐酸的混合物。当时是利用蒸馏绿矾(硫酸亚铁)得到的硫酸添加硝石(硝酸钾)和天然氯化铵制得的。但作为单独的盐酸是17世纪比利时医生赫尔蒙加热食盐和干燥的陶土首先取得的。1658年,德国化学家格劳伯将氧化钠与硫酸作用制得它。18世纪末,路布兰制碱法生产过程中得到副产品盐酸。利用电解食盐水除生成氧氧化钠外又得盐酸,可谓是一“电”两得。
关于将氢气和氯气直接合成氯化氢气体问题,1897年法国化学教授高蒂埃和海里埃曾发表研究报告指出,将两气体混合物放置在黑暗中15~16个月未见任何变化,在一般光照下缓慢化合。在强烈灯光下反应迅速加快,而在日光下发生爆炸。1902年英国化学家密勒和鲁塞尔发现,将这两气体预先干燥后混合在日光下不发生爆炸。因此将氢气与氯气直接合成氯化氢气必须预先干燥。
燃烧器是用两根同心管构成。干燥的氯气从下边的内管进入。干燥的氢气由外管进入。如果外管通氯气,内管通氢气,燃烧后余留氯气,氯气影响工人健康,并对工厂附近的居民和农作物有害。氢气和氯气合成时产生大量的热。生成的氯化氢气要经过冷却后用水嗳收获得盐酸。
我国企业家吴蕴初(1891~1953年)1929年在上海创办天原电化学工厂,首先在我国利用隔膜法电解食盐水,制取氢氧化钠,并利用副产品氯气和氢气合成盐酸,用于制造味精,还利用氯气制造漂白粉、氯酸钾、火柴等。
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