硫酸的性质及工业制法
硫酸的制备和化学性质
硫酸的制备和化学性质硫酸是一种重要的化学物质，在工业生产和实验室中都有广泛的应用。
它是一种无色、无臭的液体，具有强酸性。
本文将探讨硫酸的制备方法以及其化学性质。
1. 硫酸的制备方法硫酸的制备方法有多种，其中最常见的是浓缩硫酸法和铁硫矿氧化法。
浓缩硫酸法是通过浓缩稀硫酸来制备浓硫酸。
首先，将稀硫酸加热，使其蒸发，然后通过冷凝，将蒸汽冷却成液体。
这样就可以得到浓硫酸。
铁硫矿氧化法是利用铁硫矿中的硫化物来制备硫酸。
首先，将铁硫矿破碎成小颗粒，然后在高温下进行氧化反应。
氧化后的产物经过水解，生成硫酸。
2. 硫酸的化学性质硫酸是一种强酸，具有强烈的腐蚀性。
它可以与许多物质反应，产生不同的化学性质。
首先，硫酸可以与金属反应，生成相应的硫酸盐和氢气。
例如，硫酸与铁反应，生成硫酸亚铁和氢气。
这种反应被称为金属与酸的反应。
其次，硫酸可以与碱反应，生成相应的盐和水。
这种反应被称为酸碱中和反应。
例如，硫酸与氢氧化钠反应，生成硫酸钠和水。
此外，硫酸还可以与醇类反应，生成硫酸酯。
这种反应被称为酸醇反应。
例如，硫酸与甲醇反应，生成甲基硫酸甲酯。
另外，硫酸也具有脱水性质。
它可以从许多物质中脱去水分，使它们变干燥。
例如，硫酸可以从蔗糖中脱去水分，将其变成焦糖。
3. 硫酸的应用硫酸在工业生产中有广泛的应用。
它是制造肥料、农药、纤维素和染料等化学品的重要原料。
此外，硫酸还被用于金属表面处理、电池制造和皮革加工等工艺过程中。
在实验室中，硫酸也是一种常用的试剂。
它可以用于调节溶液的酸碱度，催化化学反应，以及进行沉淀和析出等实验操作。
总结：硫酸是一种重要的化学物质，具有强酸性和腐蚀性。
它可以通过浓缩硫酸法和铁硫矿氧化法来制备。
硫酸可以与金属、碱和醇类等物质反应，产生不同的化学性质。
在工业和实验室中，硫酸都有广泛的应用。
了解硫酸的制备方法和化学性质，有助于我们更好地理解和应用这一重要化学物质。
工业硫酸的组成
工业硫酸的组成简介工业硫酸是一种重要的化工原料，在很多工业领域都有广泛的应用。
了解工业硫酸的组成是进一步了解其性质和用途的基础。
本文将全面、详细、完整地探讨工业硫酸的组成。
工业硫酸的化学式工业硫酸的化学式为H2SO4，表示一分子硫酸由两个氢原子、一个硫原子和四个氧原子组成。
工业硫酸的物理性质1.外观：工业硫酸是无色透明的液体，一般为无气味。
2.密度：工业硫酸的密度较大，约为1.84 g/cm³，即比水的密度高。
3.沸点和凝固点：工业硫酸的沸点约为337℃，凝固点约为10℃。
4.溶解性：工业硫酸是一种强酸，能与很多物质反应并溶解。
它可以与水反应并放出大量热量，因此加入水中时需要慢慢加入，并注意安全。
5.吸湿性：工业硫酸具有较强的吸湿性，容易从空气中吸收水分，并形成浓硫酸。
工业硫酸的制备方法工业硫酸的制备主要有两种方法：硫磺与氧气反应制取硫酸和硫醇氧化制取硫酸。
硫磺与氧气反应制取硫酸1.四硫化三锌反应：首先将硫磺石加入转化炉中，然后通过高温将硫磺石转化为四硫化三锌。
2.氧气氧化反应：在获得四硫化三锌后，通过叠加氧气使其氧化生成二氧化硫。
3.二氧化硫与空气反应：将二氧化硫排入反应器中，然后加入空气，在催化剂的作用下进行反应生成三氧化硫。
4.三氧化硫与水反应：最后，将三氧化硫以适当剂量逐渐加入反应器内的冷却器中，与水反应生成硫酸。
硫醇氧化制取硫酸1.催化剂准备：先将铂催化剂按一定比例铺设在氧化器的金属网上。
2.原料处理：将硫醇通过脱硫净化装置进行处理，脱除杂质。
3.氧化反应：将处理后的硫醇与空气经过反应器，通过催化剂的催化作用，进一步氧化生成硫酸。
工业硫酸的用途工业硫酸作为一种重要的化工原料，在很多工业领域都有广泛的应用。
用于制造肥料工业硫酸可以与氨反应生成硫酸铵，硫酸铵是一种重要的氮肥，被广泛应用于农业领域。
用于制造染料和颜料工业硫酸可以与有机化合物反应生成染料和颜料，广泛应用于纺织、印刷等行业。
硫酸的工业制法及性质ppt实用资料
近代英国用铅室法制硫酸。
制
成
和
取
三
和
氧
净
化
化
硫
硫 酸 的 生 成
1. 二氧化硫的制取和净化
高温
4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2
原
料
炉气 SO2、O2、N2、水蒸气以及
一些杂质，如As、Se等的
粉
碎
化合物和矿尘等等。
氧气
除洗
干
沸腾炉
尘涤
燥
2. 二氧化硫氧化成三氧化硫
二 氧
三 氧
二氧化硫的制取和净化
氧 化 化 ——接触法制硫酸
硫 公元650～683年（唐高宗时），炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）
化 硫 的 而获得硫酸。 硫 转 2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
吸 欧洲最早的制硫酸方法为：加热蒸馏绿矾。
2SO2+O420=0V~=25O0=5002C SO3
二氧化硫氧化成三氧化硫
450 C 2 二氧化硫转化成三氧化硫
0
2NH3·H2O+SO2===(NH4)2SO3+H2O
850 C 1 二氧化硫的制取和净化
——接触法制硫酸
0
二氧化硫氧化成三氧化硫
(NH4)2SO3+H2SO4 ===(NH4)2SO4+H2O +SO2
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尾气
SO3 + H2O===H2SO4
98.3%H2SO4
沸腾炉
热 交 5000C 换1500C
【高中化学】硫酸的制备和性质ppt
[观察]浓硫酸使蔗糖炭化实验
[实验探究] 蔗糖中加入浓硫酸，并把产生的气体通入品红溶液 中，观察实验现象，并加以解释。 现象 结论及解释
颜色 白-棕-黑 体积膨胀，呈疏松海绵 状
试管壁发热
蔗糖脱水炭化 有气体生成
浓硫酸吸水放热
品红溶液褪色
△
生成SO2
C + 2H2SO4（浓）= CO2↑+ 2SO2↑+2H2O
①与指示剂反应： 使紫色石蕊变红，无色酚酞不变色 ②与H前的金属反应置换出氢气： Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑(实验室制H2) ③与金属氧化物反应生成盐和水： Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O ④与碱反应生成盐和水： 2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O ⑤与盐反应生成新的盐和新的酸： Na2CO3＋H2SO4＝Na2SO4＋CO2↑+ H2O
三、浓硫酸的特性： 1.吸水性：（吸水蒸气或吸收结晶水）
用途 ：气体干燥剂
想一想:浓硫酸可以干燥哪些气体？ 2.脱水性： 浓硫酸使有机物（含C、H、O等）中的H、O元素 按H:O=2:1组成比脱去，使有机物发生炭化变黑 浓硫酸 C12H22O11 12C + 11H2O (蔗糖) 蔗糖脱水后为何变得疏松多孔？
练习： 1.在常温下，下列物质可盛放在铁制的容器中的是（ C ） A.盐酸 B.稀硫酸 C.浓硫酸 D.硫酸铜溶液 2.浓硫酸能与碳,硫等非金属单质反应，因为它是（ A ） A.强氧化剂 B.不挥发性酸 C.强酸 D.脱水剂
3.下列现象体现了硫酸的哪些性质？ （1） 把浓硫酸滴入放在蒸发皿里的蔗糖上， 脱水性 蔗糖就会炭化变黑 （2） 把浓硫酸露置在空气里，质量会增加 吸水性
硫酸的性质、生产方法和主要设备
2.中国硫酸工业的发展
1874年，天津机械局三分厂建成中国最早的铅室法装置， 1876年投产，日产硫酸约2t，用于制造无烟火药。
1934年，中国第一座接触法装置在河南巩县兵工厂分厂投产。 1949年以前，中国硫酸最高年产量为 180kt(1942)。1983年硫
酸产量达8.7Mt（不包括台湾省），仅次于美国、苏联，居 世界第三位。1998 年产量为20.495Mt，居第二位。 1951年，研制成功并大量生产钒催化剂，此后还陆续开发了 几种新品种。 1956年，成功地开发了硫铁矿沸腾焙烧技术，并将文氏管洗 涤器用于净化作业。 1966年,建成了两次转化的工业装置，成为较早应用这项新技 术的国家。在热能利用、环境保护、自动控制和装备技术等 方面，也取得了丰硕成果。
硝化法的兴衰 1746年，英国人J.罗巴克在伯明翰建成一座 6ft（lft=0.3048m)见方的铅室，这是世界上第一座铅室法生 产硫酸的工厂。1805年前后，首次出现在铅室之外设置燃烧 炉焚燃硫磺和硝石，使铅室法实现了连续作业。1827年，著 名的法国科学家盖.吕萨克建议在铅室之后设置吸硝塔，用铅 室产品(65％H2SO4)吸收废气中的氮氧化物。1859年，英国 人J.格洛弗又在铅室之前增设脱硝塔，成功地从含硝硫酸中 充分脱除氮氧化物，并使出塔的产品浓度达76％H2SO4。这 两项发明的结合，实现了氮氧化物的循环利用，使铅室法工 艺得以基本完善。
铅室法产品的浓度为 65％H2SO4，塔式法则为76％H2SO4。 在以硫铁矿和冶炼烟气为原料时,产品中还含有多种杂质。
40年代起，染料、化纤、有机合成和石油化工等行业对浓硫 酸和发烟硫酸的需要量迅速增加，许多工业部门对浓硫酸产 品的纯度也提出了更高的要求，因而使接触法逐渐在硫酸工 业中居于主导地位。
九年级化学硫酸知识点
九年级化学硫酸知识点硫酸是一种常见而重要的无机酸，广泛应用于工业生产和实验室研究中。
它具有强酸性和广泛的化学反应性，是化学学习中不可或缺的知识点之一。
本文将从硫酸的性质、制备方法以及应用领域等方面进行论述。
一、硫酸的性质硫酸（化学式：H2SO4）为无色、无臭的稠密液体，有很强的腐蚀性。
它具有以下几个主要性质：1. 强酸性：硫酸是一种强酸，能与金属氧化物、碱等物质反应生成相应的盐和水。
例如，硫酸和钠氢氧化物反应生成硫酸钠和水：H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O2. 腐蚀性：硫酸对许多物质具有强腐蚀性，能与有机物和无机物发生酸碱反应。
因此，在使用硫酸时，必须小心操作并戴上安全防护设备。
3. 吸湿性：硫酸能够吸湿，在空气中能迅速吸收水分，并形成浓硫酸。
因此，在储存硫酸时，应注意避免与空气接触。
二、硫酸的制备方法硫酸的制备方法多种多样，下面简单介绍一种常见的制备方法：将硫磺（S）与空气中的氧气（O2）发生燃烧反应，生成二氧化硫气体（SO2）：S + O2 → SO2然后，将二氧化硫气体与氧气再次反应，在催化剂的作用下生成三氧化硫（SO3）：2SO2 + O2→ 2SO3最后，将三氧化硫溶解在水中生成硫酸：SO3 + H2O → H2SO4三、硫酸的应用领域硫酸在许多领域都有广泛的应用，包括工业生产、农业、实验室等。
下面列举几个主要的应用领域：1. 工业生产：硫酸是许多工业生产过程中的重要原料。
它用于制造化肥、纸张、塑料、染料、炸药等。
此外，硫酸还可以用作蓄电池的电解液。
2. 农业：硫酸在农业领域被用作土壤改良剂和调节土壤酸碱度的化学品。
通过向土壤中施加硫酸，可以提高作物的生长效果。
3. 实验室应用：硫酸在实验室中常用于调节酸碱度、进行中和反应等。
它也常被用作许多其他化学试剂的制备。
总结：硫酸作为一种重要的无机酸，具有强酸性、腐蚀性和吸湿性等性质。
它的制备方法包括硫磺的燃烧和催化氧化等步骤。
硫酸的制备和性质
+3
-2
+4 -2
如果有4摩尔的FeS2参加反应，电子转移为 44 摩尔。 炉气的净化和干燥处理： SO2、O2、N2（矿尘、砷硒等化合物、水蒸气） 炉气 除杂质的原因：防止催化剂中毒；防止腐蚀设备 除杂质的过程：除尘、洗涤、干燥
接触室
接触法制硫酸全流程.swf
催化剂： 五氧化二矾（V2O5） 温度： 4000C~5000C 压强：常压
Na2CO3＋H2SO4＝Na2SO4＋CO2↑+ H2O
观察与思考
【实验1 】向表面皿中加入少量胆矾，再加入约3mL浓 硫酸，搅拌，观察实验现象。 实验现象： 蓝色的晶体变成白色 结论： 浓H2SO4具有吸水性，吸收CuSO4晶体中的水 【浓硫酸特性1 】吸水性 应用： 实验室用浓硫酸作干燥剂 能够用浓H2SO4 干燥：SO2、HCl、 CO2、 H2、 O2等 不能用浓H2SO4干燥气体
实验现象： Cu丝溶解，溶液变蓝，有刺激性气味的气体 产生，气体通入品红溶液后品红褪色。 结论： 浓H SO 具有强氧化性，能氧化不活泼金属 Cu，自身被还原成SO2。
反应式： +6 +4 +6 Cu+2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2 +2H2O 浓硫酸的性质： 强氧化性和酸性 金属单质+浓硫酸
思考：接触室中热 交换器的作用?
充分利用反应热， 给要加热的反应气体 预热。防止能源的损 失
N2
吸收塔
思考：吸收三 氧化硫为什么 不用水和稀硫 酸，而用 98.3%的浓硫 酸？
用水直接吸收， 易形成酸雾，不利吸 收，用98.3%H2SO4 吸收，可以防止形成 酸雾，提高吸收效率。
二、硫酸的性质
硫酸的化学式
硫酸的化学式硫酸是一种重要的化学物质，在工业生产和实验室中广泛使用。
它的化学式为H2SO4，含有两个氢原子、一个硫原子和四个氧原子。
下面我们将详细解析硫酸的化学式，以及它的结构、性质和应用。
一、硫酸的化学式与结构硫酸的化学式为H2SO4，可以简写为SUL。
它是一种氧化酸，是由硫和氧元素组成的化合物。
其分子结构为O=S(O)(OH)2，其中一个氢原子连接在硫原子上，另外两个氢原子连接在两个氧原子上。
硫酸分子内部的化学键关系如下：硫与氧之间的化学键为双键，硫与氢之间的化学键为单键。
硫酸分子的结构中心是硫原子，它被四个氧原子所包围，形成一个四面体的分子结构。
硫酸分子呈现出一个非常强的分子极性，它的极性大小和分子中的氧元素数量成正比。
二、硫酸的性质及制备方法硫酸是一种无色透明或微黄色的液体，具有强烈的吸湿性和腐蚀性。
它可以溶解在水中，产生大量的热量，是一种强酸，具有功能强大的酸性催化剂和氧化剂。
硫酸具有以下几种重要性质：1、腐蚀性强硫酸是一种强酸，在大多数情况下，它的化学性质很活泼，可以对其他物质进行剧烈反应，常常具有强烈的氧化性和还原性。
它可以与多种金属和非金属元素反应，发生酸碱中和反应，并释放出大量的热能和有毒气体。
2、热稳定性高硫酸在高温下也是相对稳定的，具有较高的热稳定性。
在高温情况下，它可以分解为二氧化硫、三氧化硫和氧气，反应方程式如下：2H2SO4→2SO2+2H2O+O23、制备方法硫酸是一种重要的化学物质，在工业生产和实验室中广泛使用。
硫酸的制备方法有如下几种：（1）SO2与O2的直接合成：在合适的条件下，SO2和空气中的氧气可以直接反应生成SO3，然后将SO3溶解在浓硫酸中，制得硫酸：SO2+O2→SO3SO3+H2SO4→H2S2O7H2S2O7+H2O→2H2SO4（2）硫磺氧化法：将硫磺在恰当的温度下加入浓硝酸中，发生氧化反应，制得硫酸：S+6HNO3→H2SO4+6NO2+2H2O（3）硫酸盐的分解法：通过加热硫酸盐，使其分解为硫酸：Na2SO4+H2SO4→2NaHSO4NaHSO4→Na2SO4+H2O+SO（4）接触法：利用硅酸铝等固体催化剂，在适当的温度和压力下，使SO3和氧气进行氧化反应，制得硫酸。
硫酸工业
3 FeS2+8O2= Fe3O4+6 SO2+Q
§5.2 二氧化硫炉气的制备
（3）产物： 炉气——硫与氧化合生成的SO2及其他气体（过 量O2、空气带入的N2、和水蒸气）的统称； 炉渣——即烧渣，铁与氧化合生成的氧化物及其 他固态物； 杂质——硫铁矿中含铜、铅、锌、钴、镉、砷、 硒等的硫化物，铜、锌、钴、镉的氧化物留在炉 渣中，而PbO, As2O3, SeO2则一部分或全部成为 气态，随炉气进入制酸系统；若矿石中含有氟化 物，则HF 也会进入炉气。
90年代初，世界硫酸生产的原料构成为：
硫黄 黄铁矿 其他
65％
16％
19％（有色冶金烟气占3/4）
•说明：从基建投资、加工费用及环境保护等方面考 虑，硫黄制酸装置均优于硫铁矿制酸装置。只要能 以合理的价格得到硫黄，通常硫黄则是制硫酸的首 选材料。世界硫酸产量的60％以上来自硫黄。另一 方面，由于有色冶金工业的发展和日趋严格的环保 法规，有色金属冶炼烟气制酸的产量逐年增加。相 反，硫铁矿制酸的比重却呈下降趋势。
•如：电解法制锌，首先需将闪锌矿焙烧，其烟道气里 就含有大量二氧化硫，是制造硫酸的原料． 2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2↑ •再如：用铜的硫化物炼铜时，烟道气里亦含有7～10 ％的SO2和0.3～0.5％的SO3．就炼铜厂来说，从原料 到成品，每生产1t铜，同时可获得7.3t SO2，进而可制 得10t H2SO4.可见综合利用的经济价值大，同时也减 少了对空气的污染，改善了环境卫生．
种类 硫铁矿（我 国） 硫磺 含硫工业废物
原料来源
有色金属冶炼产 普通硫铁矿 石油、天 生的含有SO2的 含煤硫铁矿 烟气 然气净制 时回收 煤炼焦过程产生 浮选尾砂 的H2S
硫酸,硫酸工业制法
原料准备与处理
硫磺
01
硫磺是硫酸生产的主要原料，需经过筛选、破碎、研磨等工序，
将其细化为适合反应的颗粒大小。
燃料和氧化剂
02
生产硫酸需要燃料提供热量，同时需要氧化剂如空气或氧气参
与燃烧反应。
水
03
硫酸生产过程中需要大量的水，主要用于吸收反应生成的尾气，
同时用于设备的冷却和洗涤。
燃烧反应
燃烧室
硫磺、燃料和氧化剂在燃烧室中进行高温燃烧，生成二氧化硫气 体。
硫酸生产过程中产生的废水含有酸性物质和重金属离子，需要进行 处理后达标排放。
废渣处理
硫酸生产过程中产生的废渣含有硫铁矿和重金属离子，需要进行妥善 处理和利用。
05 硫酸工业的发展趋势与展 望
提高硫酸生产效率
优化工艺流程
通过改进工艺流程，提高设备运行效率，降低生 产过程中的能耗和物耗。
强化技术创新
产品质量
通过控制吸收反应的条件， 可以生产不同浓度的硫酸， 满足市场需求。
三废处理与环境保护
废气处理
硫酸生产过程中产生的废气需 经过除尘、脱硫等处理，以减
少对环境的污染。
废水处理
产生的废水需经过处理，去除 其中的有害物质，达到排放标 准后才能排放。
废渣处理
产生的废渣需进行妥善处理或 再利用，以减少对环境的影响 。
接触法制硫酸
接触法制硫酸的基本原理是利用硫或硫化物与空气中 的氧气反应，生成二氧化硫气体，再经过催化氧化生
成三氧化硫，最后与水反应生成硫酸。
接触法制硫酸的优点在于可以利用硫或硫化物作为原 料，同时可以利用工业尾气中的二氧化硫气体进行回
收利用。
接触法制硫酸的缺点在于需要高温高压的反应条件， 同时尾气处理难度较大。
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2、浓硫酸的特性： 1) 吸水性:能吸收水份
可干燥与它不反应的气体 O2 H2 N2 Cl2 CO2 SO2 HCl
思考：能用浓硫酸干燥H2S、NH3气体吗？
2) 脱水性
浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中的氢和氧元素 思考:
浓硫酸的吸水性与脱水性有何区别?
3) 强氧化性
加热时，浓硫酸能与大多数金属反应，但都没有 氢气生成，通常生成SO2气体。 Cu + 2H2SO4(浓)==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 加热 加热时，浓硫酸也能与某些非金属反应（S、C等） C + 2H2SO4(浓) ==== CO ↑ + 2SO ↑+ 2H O 2 2 2 加热
沸 腾 炉
吸收塔
全过程
流程图
结束
沸腾炉
接 触 室
吸收塔
全过程
流程图
结束
接触室
吸 收 塔
沸腾炉
全过程
流程图
结束
沸 腾 炉
沸腾炉 接触室 吸收塔 全过程 流程图 结束
接 触 室
沸腾炉 接触室 吸收塔 全过程 流程图 结束
第一步： 4FeS2 +11 O2
高温
2Fe2O3 + 8SO2 2SO3
第二步：2SO2 + O2 第三步：SO3 + H2O
催化剂
加热
H2SO4
全过程 流程图 结束
沸腾炉
接触室
吸收塔
硫酸的工业生产
沸 腾 炉 接 触 室 吸 收 塔
选中所有按钮
净 化
冷却
沸腾炉
接触室
吸收塔
全过程
流程图
结束
接触室
例题分析：优化设计P64页例1、2
思考： 足量的Zn与一定量的浓硫酸反应的 过程和生成物？
关于金属的钝化
常温下，铁、铝遇浓硫酸发生钝化现象
常温下,浓硫酸或浓硝酸与某些金属(如铁、铝)接触时, 能使金属表面生成一层致密的氧化物,从而阴止内部 的金属继续与浓硫酸反应,这一现象叫做钝化现象.
硫酸车槽
讨论: 1）区别浓硫酸和稀硫酸有哪些方法? 2）能否用用浓硫酸干燥下列气体 硫化氢 氨气 二氧化硫 3）如何稀释浓硫酸? 4）浓硫酸沾到衣服上应如何处理?
5）浓硫酸沾到皮肤上应如何处理?
6）如何稀释浓硫酸? 7）将硫酸铜晶体投入浓硫酸中,有何现象? 8）浓硫酸与活动顺序中氢以前的金属能否反应?
有无氢气生成?
小结： 硫及其化合物的学习主线
S
-2
S
0
S
+4
S
+6
硫及其化合物的转化关系图
H2S
S
SO2
金属硫化物
二、硫酸工业生产的原理
一、硫酸（H2SO4）
1、浓硫酸的性质
稀硫酸具有酸的通性
无色油状液体，难挥发，易溶于水， 沸点338℃ 注：高沸点酸制低沸点酸，难挥发性酸制 易挥发性酸
NaCl + H2SO4（浓）==== NaHSO4 + HCl↑ 2NaCl + H2SO4（浓）==== Na2SO4 + 2HCl↑
强热 微热