■中文名稱:硫酸
■英文名稱:Sulfuric acid
■分子式:H2SO4
■化學式:H2SO4H2SO4
■CAS號:7664-93-9
■EINECS登記號:231-639-5
■相對分子質量:98.08
■成分/組成信息:硫酸 98.0%(濃縮)
化學特性
■濃縮硫酸
◆物理特性
純硫酸是壹種無色、無味的油狀液體。常用濃硫酸中 H2SO4 的質量分數為 98.3%,密度為 1.84g-cm-3,質量濃度為 18.4mol-L-1。硫酸是壹種沸點高、不易揮發的強酸,易溶於水,能與水以任意比例混溶。濃硫酸溶解時
放出大量的熱,所以濃硫酸稀釋時應 "酸入水中,沿器壁緩緩傾倒,不斷攪拌"。如果濃硫酸繼續通入
三氧化硫,就會產生 "發煙 "現象,使98.3%的硫酸稱為 "發煙硫酸"
熔點和沸點
98.3%時
熔點:-90.8℃;
沸點:338℃
◆化學性質
◎1.脫水性
(1)就硫酸而言,脫水是濃硫酸的特性,而不是稀硫酸的特性,即濃硫酸脫水且脫水強烈。
濃硫酸的腐蝕性 (2)脫水是濃硫酸的化學性質,濃硫酸對物質脫水的過程是壹個化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水中氫原子和氧原子的個數比
子(2:1)帶走脫水物質中的氫原子和氧原子。
(3)能用濃硫酸脫水的物質壹般是含有氫、氧元素的有機物,其中蔗糖、木屑、紙張和棉花等物質中的
有機物,被脫水後產生壹種黑炭(碳化)。濃硫酸如C12H22O11=====12C+11H2O
◎ 2.強氧化性
① 與金屬反應
① 常溫下,濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。
② 加熱時,濃硫酸會與除金和鉑以外的所有金屬發生反應,生成高價值的金屬硫酸鹽、壹般被還原成 SO2
Cu + 2H2SO4(濃) ==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2Fe + 6H2SO4(濃) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O
在上述反應中,硫酸具有強氧化性和強酸性。
(2)與非金屬的反應
熱的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,而自身則被還原成 SO2。
在這種反應中,濃硫酸只具有氧化性。
C + 2H2SO4(濃) ==== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2H2SO4(濃) ==== 3SO2↑ + 2H2O
2P + 5H2SO4(濃)==== 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
(3)與其他還原性物質的反應
濃硫酸具有氧化性。
濃硫酸具有強氧化性,實驗室中不能用來制取 H2S、HBr、HI 等還原性氣體。
濃硫酸具有強氧化性。
H2S + H2SO4(濃) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O
2HBr + H2SO4(濃) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O
2HI + H2SO4(濃) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O
◎ 3.吸水性
就硫酸而言,吸水性有許多用途,例如,許多氣體可以用濃硫酸幹燥。它是很好的幹燥劑。
這與脫水有很大的不同:反應前壹般沒有水,但 H 和 O 元素以 2:1 的數量比形式形成水,並從有機物中出來。
而吸水是反應前有水,只是在反應過程中硫酸起了幹燥劑的作用。例如:
CuSO4-5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,這個反應,就是硫酸吸水的體現,而不是脫水,因為反應前是有水的。
同樣在實驗室制取乙烯的過程中,頁面反映的是濃硫酸吸水,促使反應項正反應方向。在壹些用硫酸作催化劑的反應中,特別是濃硫酸,壹般都會反映出硫酸的吸水性。
壹瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,質量會增加,密度會減小,濃度會降低,體積會增大,這是因為濃硫酸具有吸濕性。
(1) 就硫酸而言,吸水性是濃硫酸的特性,而不是稀硫酸的特性。
(2)濃硫酸的吸水作用是指濃硫酸分子與水分子強烈結合,形成壹系列穩定的水合物,並放出大量的熱:H2SO4 + nH2O == H2SO4-nH2O,所以濃硫酸吸水的過程是化學變化的過程,吸水作用是濃硫酸的化學性質。
(3)濃硫酸不僅能吸收壹般遊離水(如空氣中的水),還能吸收某些結晶水合物(如 CuSO4- 5H2O、Na2CO3-10H2O)中的水。
◎4.難揮發(沸點高):制氯化氫、硝酸等。(原理):利用難揮發性酸制揮發性酸)如,固體氯化鈉與濃硫酸反應制取氯化氫氣體
2NaCl(固體)+H2SO4(濃) ====Na2SO4+2HCl↑
Na2SO3+H2SO4 ==== Na2SO4+H2O+SO2↑
再如,利用濃鹽酸和濃硫酸可制取氯化氫氣體。
◎ 5 酸性:生產化肥,如氮肥、磷肥等。
2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2
◎ 6.穩定性:濃硫酸與亞硫酸鹽的反應
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
■ 稀硫酸
◆ 物理性質
無色透明液體。熔點低。
◆化學性質
◎能與大多數金屬(比銅更活潑)的氧化物反應,生成相應的硫酸鹽和水;
◎能與鹽中所含的酸根離子反應,相應的酸根離子的酸性比硫酸根離子的酸性弱,生成相應的硫酸鹽和弱酸;
◎可與堿反應,生成相應的硫酸鹽和水;
◎可在壹定條件下與氫前置金屬反應,生成相應的硫酸鹽和氫;
◎可在加熱條件下催化蛋白質、二糖和多糖的水解。
[編輯本段]化學藥品的制備
■實驗室制取硫酸的方法
可以用FeSO4.7H2O加強加熱,用冰水混合物+U形管冷凝可以用NaOH吸收SO2,理論上可得到29.5%的H2SO4
尾氣吸收是關鍵。
■其它硫酸制備工藝
1、氨化富集低濃度二氧化硫氣體生產硫酸
2、利用現場再生硫酸作為催化劑的綜合工藝
3.草酸生產中含硫酸廢液的回收利用
4、從硝化芳香族化合物用混合酸得到廢硫酸的凈化濃縮工藝
5、從氧化鈦生產過程中排出的硫酸廢液的回收利用、從氧化鈦生產工藝中排出的廢硫酸溶液的再生處理
6、從稀硫酸中分離有機磷化合物及其它雜質的工藝
7、從制備 2-羥基-2-羥基苯甲酸的工藝
8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法
9、電瓶硫酸生產設備
10.二氧化硫源到硫酸的液相轉化方法
11、沸騰爐焙燒硫磺制備硫酸的方法
12、沸騰爐摻硫生產裝置中稀酸的回收利用
13.高濃度二氧化硫氣體三抽三吸硫酸生產方法
14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套
15、高效陽極保護殼管式濃硫酸冷卻器
16、節能精制硫酸裝置
17、精苯再生硫酸的焚燒方法
18、利用廢硫酸再生液的方法及裝置
19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺結合制取高濃度硫酸的方法
20、利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸的方法
21、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺結合制取高濃度硫酸的方法