中学教师实用化学辞典
三、化工常识
【硅酸盐工业】生产以硅酸盐为主要成分的玻璃、水泥、陶瓷、搪瓷等材料和各种成品的工业部门。现在还包括以难熔的氧化物、硅化物、碳化物和硼化物为原料的高温材料、无线电陶瓷、磨料等产品的生产。硅酸盐材料与金属、高分子材料并列为现代三大重要材料。
【硅酸盐水泥】又称普通水泥或波特兰水泥。由粘土质和石灰质原料混和研成粉末，经煅烧而成的一种水硬水泥。为降低凝固速度，常掺入少量石膏。这种水泥广泛用于建筑工程。
【水泥】粉状的矿物质胶凝材料，主要是硅酸盐水泥，组成硅酸盐水泥的主要化合物有：硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）、铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）。此外，还有矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、高铝水泥、膨胀水泥、白水泥等。水泥广泛用于建筑、土木、水工、国防等工程。水泥的质量或强度指标，通常用水泥标号来表示。
【水泥标号】水泥的强度等级。是1∶3（一分重量水泥三分重量标准砂）硬炼砂浆在标准条件下经过28天后的极限抗压强度。我国有200、250、300、400、500、600等标号。标号的推算是以19136.3～29321.9千帕（即200～299千克力/厘米2）的抗压强度作200号级，余类推。
【陶瓷】由粘土、长石和石英等无机物质的混和物经成型、干燥、烧成而得的制品的总称。包括土器、陶器、炻器和瓷器等。有些能耐水，有些还能耐酸。广泛用于建筑、化工、电力、机械等工业以及日用和装饰等方面。现在还包括用其他原料按照陶瓷制造工艺制成的制品，如金属陶瓷、磁性陶瓷等。
【玻璃】由熔体过冷而成的具有固体状态的无定形体，一般脆而透明。最常见的是硅酸盐玻璃，其中最普通的是钠钙玻璃，它主要由二氧化硅、氧化钙和氧化钠组成。以石英砂、长石、纯碱和石灰石为主要原料，经熔融、澄清、匀化后，加工成型而得玻璃制品。若用纯石英作原料，制得的是石英玻璃，化学性质稳定、光学性质十分优越。此外，还有以硼酸盐、磷酸盐、氟化物为主的玻璃和含有钛、锆、锗、钒、锑等氧化物的特种玻璃等。玻璃广泛用于建筑材料、照明材料、生活用品、包装用品以及科学技术等方面。
【玻璃棉】呈絮状的短玻璃纤维。有优良的热绝缘性和吸音性，一般能耐
【玻璃纤维】由熔融玻璃吹成或拉成的纤维。直径由几微米到几十微米不等。可制成长纤维和短纤维，分别称玻璃丝和玻璃棉。玻璃纤维及其制品广泛用作绝缘材料、吸音材料和建筑材料等。
【水煤气】主要由氢气和一氧化碳组成，还有少量的二氧化碳等。热值大约是10450千焦/标准立方米。可用作燃料，或用作合成氨、合成石油、合成甲醇等的原料，也可用于羰基合成。水煤气一般由水蒸汽和赤热的无烟煤或焦炭在煤气发生炉中作用而产生；有用蒸汽和空气轮流吹入的间歇法，还可用蒸汽和氧气一起吹入的连续法。
【发生炉煤气】主要成分有氮气、一氧化碳、一定量的氢气和二氧化碳等，其中氮气占50％以上。主要用于炼钢炉、玻璃窑炉、炼焦炉等的加热，也可用作锅炉等的燃料，或与水煤气混和作为合成氨、甲醇的原料气。制取时用空气（或氧气）和少量的蒸汽将煤和焦炭等固体燃料，放入煤气发生炉中，使它们气化，即产生发生炉煤气。
【半水煤气】是水煤气和发生炉煤气的混和体。这种煤气与普通水煤气相比热值较低。一般用作合成氨的原料气（这种煤气在除去氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢等杂质后，氢气与氮气的组成约为3∶1）。也可用作燃料。
【高炉煤气】高炉炼铁时所产生的煤气。含有约25～28％的一氧化碳，大量的氮气和二氧化碳及少量的氢气等，热值很低，可用作锅炉燃料等。
【焦炉煤气】简称焦炉气。煤在炼焦炉中进行干馏所产生的煤气。主要成分是氢、甲烷和一氧化碳，也含少量的乙烷、乙烯、氮气和二氧化碳等。热值约为17150～20920千焦/标准立方米。是一种高热值燃料。可用于炼焦炉、炼钢炉等的加热，用作城市煤气，经加工后也可作合成氨和有机合成等工业的原料。
【液化石油气】主要是指在石油加工过程中产生的低分子量烃类气体经压缩而成的液态物质。主要成分是丙烷、丙烯、丁烷、丁烯。用作石油化工原料。也可用作燃料，有冬用和夏用两种。
【天然气】蕴藏在地层内的可燃性气体。除含少量的氮气、二氧化碳或硫化氢等杂质外，主要是低分子量烷烃的混和物。有干天然气和含油天然气两种。干天然气的主要成分是甲烷，可用作燃料或作制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他有机化合物的原料。含油天然气含较大量的乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等，可用于裂解制取乙烯或经压缩制成液化天然气，也可直接用作燃料。有的天然气含有氦气，含氦较多的天然气可用于提取氦气。
【沼气】由植物残体在与空气隔绝的情况下自然分解而产生的气体。因常从沼泽底部发生而得名。此外，粪便或垃圾等经发酵也能生成沼气。在农村，农户自办沼气池，用沼气作为燃料及照明，发酵过的树叶、草、秸杆等又是很好的肥料。沼气的主要成分是甲烷，含少量二氧化碳、氮气等。
【气体燃料】能产生热量或动力的用作燃料的气体。一般含有低分子量的碳氢化合物、氢气及一氧化碳等可燃性气体。气体燃料种类很多，天然的有天然气、沼气等，人造的有焦炉煤气、水煤气、发生炉煤气、高炉煤气、石油气等。在现代工业中，气体燃料还广泛地用作原料。
【高能燃料】一般指比推力大于2450秒·牛顿/千克的火箭燃料。例如液态氢（与氧化剂液态氟）和肼（与氧化剂液态氯）等。用于火箭和导弹的动力燃料。
【水的硬度】反映水含盐特征的一种质量指标。水中所溶解的盐类一般是钠盐、钙盐、镁盐较多，在使用上钠盐在许多情况下没有或极少有直接的影响。而钙盐、镁盐的影响则很显著。钙盐、镁盐含量多的水称为硬水，含量少的水称为软水，表示水的软硬程度的指标称为水的硬度。水的硬度表示方法有几种，一般以1百万份水中含有1分CaCO3（即1ppm）为1度；也有以
【水的软化】用人工的方法降低硬水的硬度的过程。软化硬水的主要方法有：
⑴加热法，以除去暂时硬度。
⑵石灰纯碱法，用石灰降低碳酸盐的硬度，用纯碱降低非碳酸盐的硬度。
⑶离子交换法，用离子交换剂除去钙、镁离子。
【离子交换剂】能与溶液中的阳离子或阴离子进行离子交换的物质。无机离子交换剂有沸石、磷酸锆等；有机离子交换剂有磺化煤和各种离子交换树脂。一般离子交换剂不溶于酸、碱和多种溶剂。使用后交换性能逐渐消失，可通过处理使其恢复交换性能。离子交换剂在工业上用于硬水的软化以及抗菌素、稀土元素、氨基酸等的分离和提纯。
【离子交换树脂】分子中含有活性基因而能与其他物质进行离子交换的树脂。通常分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。阳离子交换树脂是含有磺酸基（-SO3H）或羧基（-COOH）等酸性基团的非水溶性的合成树脂，其酸性基团的氢离子能够跟其它阳离子进行交换。阴离子交换树脂是含有氨基（-NH2）或羟铵基（-NR3OH）等碱性基的非水溶性合成树脂，能够进行阴离子交换。离子交换树脂使用后逐渐失去效力，可经过处理使其恢复效力。离子交换树脂可用于硬水的软化、海水脱盐、金属离子的回收，以及其他各种用途。
【阳离子交换树脂】见离子交换树脂条。
【阴离子交换树脂】见离子交换树脂条。
【熔盐电解】以熔融态盐类为原料的电解方法。常用于制取不能由水溶液制备的金属，如碱金属、碱土金属以及钍、钽、混和稀土金属的生产。有时为降低熔体的熔点，节省电能，需加入一定量的助熔剂。例如电解熔盐氯化钠制备金属钠时，要加入氯化钙或氯化钾。
【氯碱工业】用电解食盐水的方法制造烧碱和氢气和氯气的工业。经精制的饱和食盐水，在电解槽中通以直流电，即发生电解反应，当用铁丝网做阴极时，电极反应的结果是：阳极上放出氯气，阴极放出氢气并在阴极区形成烧碱溶液。目前工业上普遍使用隔膜式电解槽，用汞阴极电解槽可获得高纯度的烧碱。
【电解食盐水】见氯碱工业条。
【苛化法制碱】制烧碱的方法之一。在纯碱（碳酸钠）溶液中加入石灰乳（主要成分是氢氧化钙），使之发生苛化反应，生成烧碱和碳酸钙。滤去不溶物和碳酸钙沉淀后，蒸发滤液就可得到液体或固体烧碱。所得烧碱纯度较高，但需消耗纯碱。
【接触法制硫酸】硫酸的主要工业制法。以硫黄或含硫矿石（硫铁矿等）为原料，经破碎、混和等预处理后，送至沸腾炉中进行焙烧而生成二氧化硫（浓度一般为7～13％）。然后经除尘、净化和用93％浓硫酸干燥后通入装有催化剂（常用钒催化剂）的转化器中，在常压和440～600℃下使二氧化硫氧化成三氧化硫。再经98.3％的浓硫酸吸收而得到成品硫酸。用此法可直接得到98％以上的浓硫酸和发烟硫酸。
【亚硝基法制硫酸】又称硝化法，是比较古老的硫酸生产方法。以硫黄或含硫矿石为原料，在焚烧炉中燃烧成二氧化硫，经除尘净化后与硝酸蒸气混和，使二氧化硫氧化成三氧化硫，然后用水或稀硫酸吸收而得成品硫酸。硝化法有铅室法和塔式法两种。早期采用铅室法，耗铅量大，成品酸浓度仅有65％，后为塔式法代替，成品酸浓度可达75％。现代硫酸的生产主要是采用接触法。
【氨氧化法制硝酸】硝酸的主要工业制法。使氨气和空气（或富氧空气）的混和气在1033～1113K时通过催化剂层（有含5～7％铑的网状铂催化剂，以氧化铁为主体的Fe2O3·Bi2O3和以氧化钴为主体的CoO·Al2O3的非铂催化剂），氨被氧化为一氧化氮，一氧化氮很容易继续氧化，生成二氧化氮，然后被水吸收可得浓度为45～60％的稀硝酸。生产工艺有常压法、加压法、联合法三种。浓硝酸可由稀硝酸加浓硫酸分馏浓缩而得，也可用硝酸镁代替浓硫酸作脱水剂在浓缩塔中将硝酸蒸出。还可用氮的氧化物、氧气和水直接合成浓硝酸。
【氨碱法制碱】又称索尔维法。是比利时工业化学家索尔维（Ernest Solvay）首先发明的纯碱工业制法。以食盐、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）和氨为原料。先使氨通入饱和食盐水中制成氨盐水，再通入二氧化碳以发生碳酸化反应，析出碳酸氢钠固体和含氯化铵的母液；经过滤、洗涤后，将碳酸氢钠煅烧得到产品纯碱。滤液中含大量的氯化铵，与石灰乳混和，加热产生的氨以及煅烧碳酸氢钠时产生的二氧化碳都可循环使用。此法氯化钠的利用率仅为72～74％左右，同时有大量的氯化钙作为废液排出，未加以利用。
【索尔维制碱法】见氨碱法制碱条。
【联合制碱法】又称侯氏制碱法。是我国化工专家侯德榜首先提出的。此法是将氨碱法与合成氨联合同时制造纯碱和氯化铵的生产方法。以食盐、氨和二氧化碳（合成氨生产的副产品）为原料，将氨和二氧化碳先后通入饱和食盐水中，生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、煅烧而得纯碱。在滤液中，再通入氨并加食盐使所含的氯化铵析出，经过滤干燥而得氯化铵。所得滤液再通入氨和二氧化碳循环使用。与氨碱法相比此法的优点是：氯化钠的利用很高可达96％以上，同时避免产生大量含氯化钙的废液，并可省去一些设备。
【侯氏制碱法】见联合制碱法条。
【合成氨】工业上固定大气中游离态氮的主要方法。以空气、水、煤、石油或天然气等为原料，得到精制的体积比为1∶3的氮氢混和气，然后在一定的压力和温度下通过装有催化剂（多用铁催化剂）的合成塔，使部分氮气和氢气直接化合成氨，然后将氨分离，尚未化合的氮气和氢气再随新的氮氢混和气送回合成塔循环使用。合成氨时的温度一般在693～823K（420～550℃）由于合成时的压力不同分为：高压法，压力是70927.5～101325千帕（700～1000大气压）；中压法，压力是20265～35463.75千帕（200～350大气压）；低压法，压力是15198.75千帕（150大气压）左右。
【合成盐酸】用氯气和氢气直接合成氯化氢，再用水吸收而得到盐酸的工业生产。合成氯化氢在钢板制成的合成炉中进行。炉的下端接有由两根同心钢管组成的燃烧器，氯气走内管，氢气走外管，氢气在氯气中燃烧时即化合成氯化氢，由炉上部导出，冷却后送往吸收塔被水吸收成盐酸。
【石油工业】是以石油、油页岩、天然气等为对象，进行地质勘探、钻井、开采、炼制等作业，为发展国民经济的需要而提供动力燃料、润滑油类、化工原料等的重要工业部门。
【石油化学工业】一般是指以石油和天然气为原料的化学工业。原油中的馏分经过裂化、裂解、重整和分离等过程可提供重要的有机化工原料，如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯以及苯、甲苯、二甲苯等。从这些基本原料出发，经过各种化学反应又可得到乙醇、乙醛、醋酸、丙酮、苯酚等基本有机原料。这些原料经过合成和加工，又可得到各种材料和产品，如树脂、橡胶、塑料及粘合剂、医药、染料、涂料、溶剂等。天然气的主要成分甲烷可直接用于制造炭黑、甲醇、甲醛、乙炔，这些物质可用来生产颜料、橡胶补强剂、合成树脂、致冷剂、溶剂、火箭燃料、洗净液、醋酸、水溶性涂料等。
【炼铁】在高炉内从矿石中冶炼生铁的过程。将一定比例的矿石、焦炭和熔剂（石灰石）投入高炉，由风口鼓入热空气进行熔炼。炉内主要发生三个方面的变化：⑴除去铁矿石中的氧，使铁还原出来；⑵熔化的脉石与熔剂构成炉渣；⑶铁吸收碳，发生渗碳作用，形成生铁。
【炼钢】由生铁冶炼各种规格的钢的过程。生铁是铁和碳的合金。炼钢是根据所炼钢种的技术要求，将生铁中的碳降到规定的范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围。炼钢的主要方法有平炉炼钢法、氧气顶吹转炉炼钢法和电炉炼钢法等。
【炼焦】将煤等干馏形成焦炭的过程。根据最终温度，有高温炼焦［1173～1373K（800～1100℃）］、中温炼焦［873～1023K（600～750℃）］和低温炼焦［773～853 K铝督梗*500～580℃）］。主要产品是焦炭，还有煤焦油和焦炉煤气等副产品。
【区域熔炼】是利用杂质在材料的固态和液态中溶解度的差别，使杂质析出或改变其分布的一种方法。一般采用加热的方法，先使较长的锭状材料一端熔化，形成一个狭窄的熔区，杂质一般使纯物质的熔点降低。随着熔区的移动，已熔部分重新凝固，由于杂质在处于平衡状态时的固态材料和液态材料中的溶解度有差别，因而能使杂质也发生移动而富集于锭的一端，纯物质则向相反方向移动而富集于另一端。这种方法用于材料提纯时也称区域提纯，主要用于制取半导体材料，也用于某些金属和化合物的提纯。
【区域提纯】见区域熔炼条。
【直馏法】用于石油原油的直接蒸馏。将原油先在管式炉中加热，再通入精馏塔内，使分离为直馏汽油、煤油、柴油和重油等产品。小规模的直馏也可在简单的蒸馏釜中进行。
【精馏】又称分馏。蒸馏方法的一种。用于分离几种沸点相差不大的液体混和物。在一个设备里同时进行多次部分气化和部分冷凝，以分离液体混和物中的组分。如用精馏法从石油原油中分离出汽油、煤油、润滑油及其它石油产品；从液态空气中分离出氧气、氮气、稀有气体。
【馏分】一般是指精馏或分馏操作中将塔顶或其他指定部位逸出的蒸气冷凝而得的馏出部分（主要是液体）。通常称沸点较高的馏出部分为重质馏分，沸点较低的称为轻质馏分。
【焙烧】在空气流中加热矿物或其他固体物料时有氧气参与反应的高温化学过程。通常是指高温处理金属硫化物矿使其转化为金属氧化物和含硫气体的操作。如焙烧黄铁矿得到氧化铁和二氧化硫。
【煅烧】一般是指在不熔化和氧不参与反应的条件下将物料加热到高温，使其中的水合物、碳酸盐或其他化合物发生分解并排出挥发物的过程。如煅烧石灰石时，CaCO3分解，放出二氧化碳，生成生石灰。
【沸腾焙烧炉】应用固体流态化技术以提高生产强度的一种焙烧炉。炉体可分为上下两部分，下部是空气室，中间隔着一个气体分布装置，上部是炉膛（包括沸腾层和上部焙烧空间）。矿粒在炉内被气流带动而呈“沸腾”状态，发生激烈的焙烧反应。它的最大优点是反应速度快、生产强度大。广泛应用于煤的气化和各种矿石的焙烧。如在硫酸生产中焙烧黄铁矿。
【高炉】通常指炼铁高炉，一种高大的立式熔炼炉。以焦炭作燃料和还原剂，石灰石作熔剂，与铁矿石一起投入炉内，在高温条件下铁矿石被还原为生铁，脉石则与熔剂反应形成炉渣。定时分别排出炉渣和铁水。焦炭燃烧所需空气由鼓风机通过热风炉预热后送入。
【转炉】利用鼓入的空气、纯氧等以氧化液态金属中的杂质，并产生所需热能的可转动的冶金炉。炉体分梨形、直桶形和鼓形等几种。按炉衬的化学性质分酸性转炉和碱性转炉。按风眼或供氧管的位置，分为底吹转炉、侧吹转炉和顶吹转炉等。在金属的熔炼炉中，炼钢的称为转炉、炼有色金属的称为吹炉。
【热交换器】又称换热器。借两种流体间的热量交换而实现加热或冷却等目的的设备。一般具有固体间壁隔开不同温度的流体。结构形式很多，有列管式、套管式、极式换热器等，此类换热器称为表面式换热器。也有使两种流体在器内直接接触而进行热交换的，称为直接式或混和式换热器。还有使热流体和冷流体交替通过热交换器的，称为蓄热器或蓄热式换热器。也可按使用目的将其分为加热器、冷却器和冷凝器等。
【吸收塔】用于进行吸收操作的设备。为气液两相提供大的接触面积，以使液相吸收剂吸收混和气中易溶的气相物质。塔内有多种结构型式，常用的有填料塔、泡罩塔、浮阀塔、泡沫塔、筛板塔等。一般混和气体由塔下部进入，液相吸收剂自塔顶部往下喷淋，气液两相有较大的接触面积，有利于被吸收的组分由气相进入液相，达到吸收分离的目的。
【精馏塔】又称分馏塔。是进行精馏操作的设备。所有的精馏塔顶都必须有回流装置，用来引回一部分冷凝液（回流液），以维持塔内气液传质过程的正常进行。塔的类型主要有填料塔和板式塔两类，后者有泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、浮舌塔、浮动喷射塔等。
【莫氏硬度】德国矿物学家莫斯（Mohs）提出的一种表示矿物硬度的标准，也用于表示其他物体的硬度。莫氏硬度共分十级，用测定划痕深度的方法确定：滑石1（硬度最小），石膏2，方解石3，萤石4，磷灰石5，正长石6，石英7，黄玉8，刚玉9，金刚石10。
【波美度】表示溶液浓度的一种方式。用波美比重计浸入溶液中所测得的度数来表示溶液的浓度。用°Be'（Baume'的缩写）作符号。例如在
【烟】指一种分散相为固态的气溶胶。如铅烟、煤烟。
【雾】指一种分散相为液态的气溶胶。分散相是极微小的液滴，液滴表面又包着一层蒸气薄膜，悬浮于气相介质中。如硫酸雾。
【烟雾】指分散相是固液混和态的气溶胶，具有烟和雾的两重性。