硫酸是最活潑的二元無機強酸之壹，能和絕大多數金屬反應。高濃度硫酸具有很強的吸水性，可用作脫水劑，碳化木材、紙張、棉麻織物和生物肉體等含碳水化合物的物質。與水混合時，還會釋放出大量熱能。它具有很強的腐蝕性和氧化性，因此應謹慎使用。它是壹種重要的工業原料，可用於制造化肥、藥品、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄電池等。它還廣泛用於石油提純、金屬冶煉和染料等行業。它常被用作化學試劑，在有機合成中可用作脫水劑和磺化劑。
中文名稱
硫酸
外文名稱
Sulfuric Acid
化學式
H2SO4
分子量
98.078
CAS號
7664-93-9
發現歷史
在中國古代，稀硫酸被稱為 "綠礬油"。公元 650 年至 683 年（唐高宗時期），煉丹家匡匡子在《黃帝九鼎神丹秘訣》卷九中記載了 "煉石膽得精之法"，即通過幹餾石膽（膽礬）獲得硫酸。
硫酸是在 8 世紀被發現的。阿拉伯煉金術士賈比爾通過對硫酸亞鐵晶體進行幹餾獲得了硫酸。壹些早期研究化學的人，如拉齊和賈比爾，還撰寫了硫酸及其相關礦物的分類清單；其他人，如伊本-西納博士，則更關註硫酸的種類及其在醫學中的價值。[1]
17 世紀，德國化學家約翰-魯道夫-格勞伯（Johann Rudolf Glauber）將硫磺與硝酸鉀混合在蒸汽中加熱，使硫磺分解氧化，生成三氧化硫（SO3），再與水混合變成硫酸，從而制得硫酸。1736 年，倫敦藥劑師約書亞-沃德率先使用這種方法大規模生產硫酸。
1746年，約翰-羅巴克（John Roebuck）利用這壹原理開發了鉛室法，以更低的成本大量生產硫酸。經過多次改進，這種方法已在工業中使用了近兩個世紀。[2]約翰-羅巴克創造的這種生產硫酸的方法生產出的硫酸濃度為 65%，後來法國化學家約瑟夫-路易-居伊-呂薩克和英國化學家約翰-格洛弗對這種方法進行了改進，生產出的硫酸濃度高達 78%，但仍不足以滿足某些工業用途。
18世紀初，人們通過燃燒金屬硫化物礦石來生產硫酸，以制造價格低廉的硫酸鹽，這些硫酸鹽在壹定溫度下可以分解成相應的金屬氫氧化物和氣態硫氧化物，然後用於生產硫酸。遺憾的是，這壹工藝的高昂成本阻礙了濃硫酸的廣泛使用。[2] 約翰-道爾頓（John Dalton）於 1808 年繪制的早期硫酸分子圖顯示，硫酸的中心有壹個硫原子，並與三個氧原子****valently 結合，如右圖所示。
1808年約翰-道爾頓繪制的早期硫酸分子圖
1831年，英國醋商佩雷格林-菲利普斯（Peregrine Phillips）想出了壹種接觸法，以更低的成本制造出三氧化硫和硫酸，這種方法至今仍在廣泛使用。
存在
地球
酸雨中含有硫酸。酸雨中的二氧化硫 (SO2) 與大氣中的水反應生成亞硫酸 (H2SO3)，亞硫酸又被大氣中的氧氣氧化生成硫酸，硫酸隨雨水降落到地面，形成酸性土壤。酸性土壤通常會被堿性物質中和。在自然界中，許多含硫礦物（如硫化亞鐵）在氧化後會形成硫酸，生成的液體具有很強的酸性，會氧化殘留金屬並釋放有毒氣體。在生物界，海蛞蝓（Notaspidean pleurobranchs）也能噴出含有硫酸的分泌物來抵禦敵人。
金星
在金星的高層大氣中可以發現硫酸。這主要是由於太陽對二氧化硫、二氧化碳和水的光化學作用。波長短於 160 納米的紫外線光子對二氧化碳進行光解，使其變成壹氧化碳和原子氧。原子氧非常活躍，會與二氧化硫反應生成三氧化硫。三氧化硫進壹步與水反應，釋放出硫酸。硫酸存在於金星大氣層中較高和較冷的液態區域，這層厚厚的、距行星表面約 45 至 70 千米的硫酸雲覆蓋了整個行星表面。這層大氣不斷釋放酸雨。
在金星，硫酸的形成是不斷循環的。當硫酸從大氣層中較高和較冷的區域降到較低和較熱的區域時，硫酸就會被蒸發，水份變少，濃度變高。當溫度達到 300°C 時，硫酸開始分解成三氧化硫和水，其產物是氣體。三氧化硫非常活躍，分解成二氧化硫和原子氧，原子氧又將壹氧化碳氧化成二氧化碳。二氧化硫和水從大氣中層上升到上層，在那裏發生反應，重新釋放出硫酸，整個過程再次循環往復。
木衛二
伽利略探測器拍攝的照片顯示，木星的衛星之壹木衛二上也可能存在硫酸，但具體細節仍存在爭議。[3]
管制信息
硫酸（EPC-3）由公安部門根據《危險化學品安全管理條例》和《易制毒化學品管理條例》進行管制。[6]
物理特性
純硫酸壹般為無色油狀液體，密度為 1.84 g/cm3，沸點為 337°C。它能以任何比例與水互溶，同時釋放大量熱量使水沸騰。當加熱到 290℃時開始放出三氧化硫，最終成為 98.54%的水溶液，在 317℃時沸騰，成為 **** 沸騰混合物。硫酸的沸點和粘度較高，是因為其分子內的氫鍵較強。由於介電常數高，硫酸是電解質的良好溶劑，而作為非電解質的溶劑則不太理想。硫酸的熔點為 10.371°C。加入水或三氧化硫會導致凝固點下降。
硫酸的結構式和鍵長
濃度的差異
雖然可以生產濃硫酸，而且濃硫酸在室溫下無限穩定（在接近沸點的高溫下會發生所謂的分解成恒沸物），但是純硫酸的凝固點太高（283.4 K），因此為了便於運輸，通常將其制成 98% 的硫酸，所以壹般稱為高濃度硫酸。此外，不同濃度的硫酸有不同的用途，以下是壹些常見的濃度水平：
硫酸分子的球棍模型
H2SO4的比重
對應的密度（kg/L）
濃度（mol/L）
通常稱為
10%
1.07
< p>~1稀硫酸
29~32%
1.25~1.28
4.2~5
鉛酸電池酸
62~70%
1.52~1.60
9.6~11.5
室酸、化肥酸
< p>展開全部硫酸還可以制成其他形式。例如，將高濃度的 SO3 通入硫酸中可制成發煙硫酸，發煙硫酸的濃度通常以 SO3 的百分比或 H2SO4 的百分比來衡量，或兩者兼而有之。壹般稱為 "發煙硫酸 "的濃度為 45%（含 109% H2SO4）或 65%（含 114.6% H2SO4）。當 SO3 與 H2SO4 的比例為 1:1 時，產物為焦硫酸（H2S2O7），焦硫酸是壹種固體，熔點為 36 攝氏度。
極性和導電性
純硫酸是壹種極性很強的液體，介電系數約為 100，這是因為它的分子能夠相互質子化，使其具有極強的導電性，這壹過程被稱為質子自遷移。它的化學性質是：
腐蝕性
純硫酸加熱到 290°C 會分解釋放出壹些三氧化硫，直到酸的濃度降至 98.3%，此時硫酸是壹種恒沸溶液，沸點為 338°C。無水硫酸的酸性體現在能夠產生質子，而純硫酸的酸性仍然很強，98% 的硫酸與純硫酸的酸性沒有區別。98% 的硫酸和純硫酸的酸度基本上沒有區別，而溶解了三氧化硫的發煙硫酸是壹個超酸性體系，其酸性比純硫酸更強。然而，人們普遍誤認為稀硫酸比濃硫酸酸性更強，這是錯誤的。事實上，稀硫酸電離的第壹步已經完成，產生了大量水合氫離子 H3O +；但濃硫酸與水壹樣，自身自耦電離會產生壹部分硫酸氫離子 H3SO4＋，而正是這部分硫酸復合了質子，導致純硫酸具有很強的酸性，雖然較少，但酸性遠強於水合質子，使純硫酸的哈密酸度函數高達-12.0.
在硫酸溶劑體系中，H3SO4+常充當酸的角色，能與許多物質發生質子化反應，生成離子化合物：
上述與HNO3反應生成的
，有助於芳香烴的硝化反應。
濃硫酸的特性
1.脫水
脫水是指濃硫酸按照水的氫氧原子組成比例脫去非自由狀態的水分子或脫去有機物中羥基元素的過程。就硫酸而言，脫水是濃硫酸的特性，而不是稀硫酸的特性，稀硫酸脫水和高度脫水是根據水的組成比例進行的。物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化、反應的過程，濃硫酸按水分子數與原有氫氧之比（2:1）帶走脫水物質中的氫原子和氧原子或除去非遊離狀態的結晶水，如五水硫酸銅（CuSO4-5H2O）。能被濃硫酸脫水的物質壹般是含有氫元素和氧元素的有機物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等中的有機物脫水後會產生黑碳，這個過程稱為炭化。典型的炭化現象是蔗糖的黑面包反應。將 20g 蔗糖放入 200mL 燒杯中，滴入幾滴水，適量加水並攪拌均勻。然後加入 15mL 質量分數為 98%的濃硫酸，並快速攪拌。觀察實驗現象。可以看到，蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀木炭，反應放熱，還能聞到刺激性氣體。
濃硫酸迅速腐蝕毛巾
碳與濃硫酸同時反應：
2.強氧化性
還原產物
濃硫酸可能被還原成 SO2、S 或 H2S，這取決於還原劑的量、種類和類型：[4]
例如，在還原劑過量的情況下，HBr、H2S 和 HI 分別濃硫酸還原成不同的物質：[4]
還原劑的量不同，生成物也可能不同：[4]
相關反應
（1）與金屬的反應
（1）濃硫酸在常溫下能使鐵、鋁等金屬鈍化。② 加熱時，濃硫酸可與除銥和釕以外的所有金屬（包括金和鉑）發生反應，生成高價金屬硫酸鹽，硫酸鹽本身被還原成 SO2、S、H2S 或金屬硫化物。
在上述反應中，硫酸具有很強的氧化性和酸性。
（2）與非金屬的反應
熱濃硫酸可將非金屬單質（如碳、硫、磷等）氧化成它們的高價氧化物或含氧酸，而它們本身又會被還原成二氧化硫。在此類反應中，濃硫酸只具有氧化性。
[5]
（3）與其他還原性物質的反應
濃硫酸具有強氧化性，因此在實驗室中幹燥硫化氫、溴化氫和碘化氫等還原性氣體時不能使用濃硫酸。
稀硫酸的性質
性質
1、能與大多數金屬（比銅更活潑）和大多數金屬氧化物反應，生成相應的硫酸鹽和水；
2、能與所含酸根離子相應的酸性比硫酸根離子弱的鹽反應，生成相應的硫酸鹽和弱酸；
3、可與堿反應，生成相應的硫酸鹽和水；
3、可用於生成相應的硫酸鹽和水；
3、可用於生成相應的堿反應，可用於生成相應的硫酸鹽和硫酸。
3、可與堿反應生成相應的硫酸鹽和水；
4、可在壹定條件下與預氫金屬反應生成相應的硫酸鹽和氫；
5、可在加熱條件下催化蛋白質、二糖、多糖的水解；
6、可與指示劑配合使用，使紫色石蕊紅和無色酚酞試液不變色。
試驗
所需藥品：鹽酸酸化的氯化鋇溶液、鎂粉。
測試方法：用鹽酸（HCl）酸化氯化鋇（BaCl2）。向待測溶液中滴入幾滴鹽酸酸化的氯化鋇溶液，振蕩，若有白色沈澱產生；向溶液中加入鎂粉後產生可燃性氣體，則說明待測溶液中含有硫酸。但這種方法僅限於中學階段。
常見誤區
中學階段壹般把稀硫酸當作
，兩次完全電離，其實不然。根據硫酸的酸度系數pKa1=-3.00，pKa2=1.99，其二次電離並不充分，在稀硫酸中HSO4-=可逆=H++SO42-，並沒有完全電離，1 mol/L的硫酸，壹次完全電離後，二次電離約電離1%，即溶液中仍有大量的HSO4-。而即使當 NaHSO4 溶液為 0.1mol/L 時，硫酸氫鹽也只電離了約 30%。
應用
工業用途
冶金和石油工業
用於冶金工業和金屬加工中的冶金工業部門，特別是有色金屬的生產過程中需要用到硫酸。例如，用電解法提煉銅、鋅、鎘、鎳時，電解液中需要使用硫酸，某些貴金屬的提煉也需要用硫酸來溶解夾雜的其他金屬。在鋼鐵工業中進行冷軋、冷拔和沖壓加工前，必須用硫酸除去鋼表面的氧化鐵。在軋制薄板、冷拔無縫鋼管等質量要求較高的鋼材時，必須用硫酸軋洗壹次。此外，無縫鋼管、薄鐵、鐵絲等在鍍鋅前，都要用硫酸進行酸洗。在某些金屬加工工序中，如鍍鎳、鍍鉻等金屬零件，也需要用硫酸洗去表面的鐵銹。在黑色冶金企業部門，需要酸洗的鋼材壹般約占鋼材總產量的5%～6%，而每酸洗壹噸鋼材，約消耗98%硫酸30～50kg。
石油工業中使用的汽油、潤滑油等石油產品在生產過程中，都需要用濃硫酸精煉，以除去含硫化合物和不飽和碳氫化合物。每煉壹噸原油需要硫酸約 24kg，每煉壹噸柴油需要硫酸約 31kg。石油工業中用來制備活性白土，也要消耗大量硫酸。
在濃硝酸中，濃硫酸作為脫水劑；氯堿工業中，濃硫酸用來幹燥氯氣、氯化氫氣體等；無機鹽工業中，冰晶石、硼砂、磷酸三鈉、磷酸二鈉、硫酸鉛、硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵等硫酸鹽都要用於制備硫酸。許多無機酸如磷酸、硼酸、鉻酸（有時也稱為 CrO3）、氫氟酸、氯磺酸；有機酸如草酸、醋酸等的制備，也常需要硫酸作為原料。此外，煉焦化學工業（用硫酸來與焦爐煤氣中的氨起作用的副產品硫酸銨）、電鍍工業、制革工業、顏料工業、橡膠工業、造紙工業、油漆工業（有機溶劑的制備）、工業炸藥和鉛蓄電池制造等，都要消耗相當數量的硫酸。
它可用作硬水軟化劑、離子交換再生劑、pH 值調節劑、氧化劑和洗滌劑。它還可用於制造化肥、農藥、染料、顏料、塑料、化纖、炸藥和各種硫酸鹽。廣泛應用於石油精煉、有色金屬冶煉、鋼鐵酸洗處理、制革加工以及焦化工業、輕紡工業、國防軍工等領域。強酸性清洗腐蝕劑。主要用於集成電路制造過程中矽晶片的清洗。
解決人民的衣食住行
對於生產化纖用粘膠絲的人來說再熟悉不過了，它需要用硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉的混合物作為粘膠抽凝浴。每生產1t粘膠纖維，需消耗硫酸1.2～1.5t，每生產1t維尼綸短纖維，需消耗98%硫酸230kg，每生產1t卡普隆單體，需使用20%發煙硫酸1.6t。此外，在生產尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學纖維時，也要用到相當數量的硫酸。
用於生產除化學纖維以外的塑料等高分子化合物，在國民經濟中的地位越來越重要。每生產1t環氧樹脂，需用硫酸2.68t，被稱為 "塑料大王 "的聚四氟乙烯，每生產1t，需用硫酸1.32t；有機矽樹脂、矽油、丁苯橡膠和丁腈橡膠等的生產，也要用到硫酸。
對於染料工業來說，幾乎沒有壹種染料（或其中間體）的制備不需要使用硫酸。制備偶氮染料中間體需要磺化反應，制備苯胺染料中間體需要硝化反應，都需要使用大量的濃硫酸或發煙硫酸。因此，壹些染料廠都設有硫酸車間，以滿足需要。
發煙硫酸和濃硫酸用於生產日用品合成洗滌劑。塑料增塑劑（如苯二甲酸酐和苯二甲酸鹽）、賽璐珞制品所需的原料硝化纖維素，都需要硫酸來制備。賽璐玢和羊皮紙的生產也需要使用硫酸。此外，紡織印染工業、搪瓷工業、小五金工業、肥皂工業、人造香料工業等生產部門，也需要用到硫酸。
醫藥工業中磺胺類藥物制備過程中的磺化反應，強力殺菌劑呋喃西林制備過程中的硝化反應，都需要用到硫酸。此外，制備許多抗生素、常用藥物如阿司匹林、咖啡因、維生素 B2、維生素 B12 和維生素 C、某些激素、異煙肼、溴化汞、糖精等。制備時，無需使用硫酸。
鞏固國防
壹些國家硫酸工業的發展，曾經與軍用炸藥的生產密切相關。無論是軍用炸藥（推進劑、爆破劑）還是工業炸藥，大都以硝基或硝酸鹽為主要成分。主要有硝化纖維、三硝基甲苯（TNT）、硝化甘油、苦味酸等。雖然這些化合物的制備需要硝酸，但也必須使用濃硫酸或發煙硫酸。
原子能工業和火箭技術
原子反應堆核燃料的生產，反應堆用鈦、鋁和其他合金材料的制備，以及用於制造火箭、超音速噴氣式飛機和人造衛星材料的鈦合金，都直接或間接地與硫酸有關。從硼砂制備硼烷的過程需要大量硫酸。硼烷衍生物是最重要的高能燃料之壹。硼烷還是制備用於分離鈾 235 的硼氫化鈾的原料。由此可見，硫酸與國防工業和尖端科學技術有著密切的關系。
農業用途
土壤改良
在農業生產中，越來越多地使用硫酸改良pH值較高的石灰巖土壤。在過去的 20 年中，尿素-硫酸化肥的產量大幅增加，並廣泛應用於美國西部各州的土壤。向奶牛場湖泊註入硫酸以改變湖水的酸堿度，解決了圈養牲畜過程中產生的壹些空氣和水質問題，而向農業土壤和水中施用硫酸的主要作用是溶解鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽。這些鈣鹽和鎂鹽隨後會取代可交換的鈉鹽，鈉鹽隨後會被水浸透去除。當碳酸鹽和碳酸氫鹽被分解後，硫酸會與更多的惰性物質發生反應，釋放出磷和鐵等植物養分。只需降低土壤的 pH 值，就能改變許多元素的溶解度，提高它們對植物的有效性。在 pH 值較高的石灰性土壤中施用硫酸，可使植物更加健壯，並增加收成。
肥料生產
用於肥料生產 硫酸銨（俗稱硫酸銨或肥田粉）和過磷酸鈣（俗稱石灰過磷酸鈣或普鈣）在肥料生產中都會消耗大量硫酸。
用於生產農藥，許多農藥以硫酸為原料，如硫酸銅、硫酸鋅可用作植物殺菌劑，硫酸鉈可用作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可用作除草劑。最常見的殺蟲劑，如 1059 乳油（45%）和 1605 乳油（45%）生產的硫酸。
日常家庭用途
全世界大多數酸性化學下水道都含有濃硫酸。這類下水道清潔劑與堿性下水道清潔劑壹樣，可以溶解堵塞下水道的油脂和食物殘渣。不過，由於濃硫酸會與水發生高放熱反應，建議您在使用前盡量保持渠道幹燥，慢慢倒入化學品，並戴上手套。
毒性
中等毒性。
急性毒性：LD502140mg/kg（大鼠口服）；LC50510mg/m3，2 小時（大鼠吸入）；320mg/m3，2 小時（小鼠吸入）
實驗室風險
硫酸（尤其是高濃度硫酸）會對皮膚和肉體造成巨大傷害。與其他強腐蝕性酸和堿壹樣，硫酸會迅速與蛋白質和脂肪發生酰胺水解和酯水解，從而分解生物組織並造成化學灼傷。不過，硫酸對肉體的腐蝕作用還與其強烈的脫水特性有關，因為硫酸還能使生物組織中的碳水化合物脫水，並釋放出大量熱能。除了化學灼傷外，它還會造成二級火焰灼傷。因此，硫酸造成的傷害往往比其他同類強酸（如鹽酸和硝酸）造成的傷害更大。如果硫酸意外接觸到眼睛，可能會導致永久性失明；如果意外攝入，可能會對內臟器官造成不可逆的損害，甚至致命。濃硫酸還具有強氧化性，會腐蝕大多數金屬，因此需要小心存放。
壹只雞爪在幾十秒內就被濃硫酸嚴重腐蝕並碳化。
硫酸的危險性隨著濃度的增加而增加。這是因為除了酸的比例增加外，它的脫水性和氧化性也在增加。當溶液中的硫酸含量等於或超過 1.5 M 時，應標註 "腐蝕性 "警告標簽，而在 0.5 至 1.5 M 之間，則為 "刺激性"。不過，即使是實驗室常用的 "低濃度 "硫酸（約 1 M，比重 10%），也會在壹定時間內腐蝕紙張。
舊教科書建議，為了避免濃硫酸與水接觸時散發出的大量熱量對皮膚造成進壹步傷害，在處理前應先用幹布將濃硫酸從皮膚上擦掉。但在實際操作中，像其他腐蝕性物質壹樣，第壹時間用大量清水沖洗至少 10～15 分鐘是有效的方法，大量清水可以迅速冷卻受損組織並帶走熱量。由於濃硫酸接觸皮膚後會迅速燒焦皮膚，用幹布擦拭可能會將已經受損的皮膚擦破甚至擦掉。如果硫酸不小心濺到防護服上，應立即脫掉防護服，並徹底沖洗相關部位的皮膚。
由於硫酸溶於水會放出大量的熱，因此在稀釋濃硫酸時，應將硫酸倒入水中，而不是將水倒入硫酸中，這樣可以利用水的高比熱容，並最大限度地減少硫酸因高溫沸騰而濺出的風險。壹般來說，在實驗室中，6 M（約 35% 的比重）或以上的硫酸稀釋液是最危險的，因為這種量的硫酸在與水反應時釋放的熱量足以將整杯溶液煮沸。
乙腈是壹種有機化合物，化學式為 CH3CN 或 C2H3N[3]，是壹種無色透明的液體，具有優良的溶劑特性，能溶解多種有機、無機和氣態物質，並能與水和醇無限混溶。乙腈能夠進行典型的腈反應，已被用於制備許多典型的含氮化合物，是壹種重要的有機中間體。
中文名稱
乙腈[5]
外文名稱
Acetonitrile[5]
別名
甲基氰化物
化學式
C2H3N[5]
分子量
41.052[5]
理化性質
密度：0.786g/cm3
熔點：-45°C
沸點：81-82°C
閃點：12.8°C (CC)
折射率：1.344 (20°C)1.344 (20°C)
飽和蒸氣壓：13.33kPa (27°C)[5]
臨界溫度：274.7℃[5]
臨界壓力：4.83MPa[5]
起始溫度：524℃[5]
起始壓力：4.83MPa[5]
爆炸上限 (V/V)：16.0%[5]
爆炸下限 (V/V)：3.0%[5]
外觀：無色透明液體。