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濃硫酸的 性質

H2SO4

資料:

硫酸

開放分類: 化學、藥品、危險品、安全環保、固體酸

目錄? 化學品簡介

化學品性質

化學品的制備

硫酸新成員

化學品的檢驗

化學品的應用

相關應急措施

註意事項

法律法規相關

硫酸的發現

法律法規相關

硫酸的發現

化學品簡介

硫酸是化學三大無機強酸(硫酸、硝酸、鹽酸)之壹。

■中文名稱:硫酸

■英文名稱:sulfuric acid

■分子式:H2SO4

■CAS登錄號:7664-93-9

■EINECS 登錄號231-639-5

■分子相對質量: 98.08

■成分/組成信息:硫酸 98.0%(濃)

■中心原子雜化方式:sp3

化學品性質

■濃硫酸

◆物理性質

純硫酸是壹種無色無味油狀液體。常用的濃硫酸中H2SO4的質量分數為98.3%,其密度為1.84g·cm-3,其物

質的量濃度為18.4mol·L-1。硫酸是壹種高沸點難揮發的強酸,易溶於水,能以任意比與水混溶。濃硫酸溶

解時放出大量的熱,因此濃硫酸稀釋時應該“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不斷攪。” 若將濃硫酸中繼續通入

三氧化硫,則會產生"發煙"現象,這樣超過98.3%的硫酸稱為"發煙硫酸"

吸水性

將壹瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其質量將增加,密度將減小,濃度降低,體積變大,這是因為濃硫酸 具有吸水性。

⑴就硫酸而言,吸水性是濃硫酸的性質,而不是稀硫酸的性質。

⑵濃硫酸的吸水作用,指的是濃硫酸分子跟水分子強烈結合,生成壹系列穩定的水合物,並放出大量 的熱:H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O,故濃硫酸吸水的過程是化學變化的過程,吸水性是濃硫酸的化學性 質。

⑶濃硫酸不僅能吸收壹般的遊離態水(如空氣中的水),而且還能吸收某些結晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。

◆化學性質

◎1.脫水性

⑴就硫酸而言,脫水性是濃硫酸的性質,而非稀硫酸的性質,即濃硫酸有脫水性且脫水性很強。

⑵脫水性是濃硫酸的化學特性,物質被濃硫酸脫水的過程是化學變化的過程,反應時,濃硫酸按水分

子中氫氧原子數的比(2∶1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子。

⑶可被濃硫酸脫水的物質壹般為含氫、氧元素的有機物,其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質中的有

機物,被脫水後生成了黑色的炭(碳化)。

濃硫酸 如C12H22O11===12C + 11H2O

◎2.強氧化性

⑴跟金屬反應

①常溫下,濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。

②加熱時,濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應,生成高價金屬硫酸鹽,本身壹般被還原成SO2

Cu + 2H2SO4(濃) ==== CuSO4 + SO3↑+ 2H2O

2Fe + 6H2SO4(濃) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO3↑ + 6H2O

在上述反應中,硫酸表現出了強氧化性和酸性。

⑵跟非金屬反應

熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質氧化到其高價態的氧化物或含氧酸,本身被還原為SO2。在這

類反應中,濃硫酸只表現出氧化性。

C + 2H2SO4(濃) ==== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

S + 2H2SO4(濃) ==== 3SO2↑ + 2H2O

2P + 5H2SO4(濃) ==== 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O

⑶跟其他還原性物質反應

濃硫酸具有強氧化性,實驗室制取H2S、HBr、HI等還原性氣體不能選用濃硫酸。

H2S + H2SO4(濃) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O

2HBr + H2SO4(濃) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O

2HI + H2SO4(濃) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O

◎3.難揮發性(高沸點):制氯化氫、硝酸等(原理:利用難揮發性酸制易揮發性酸) 如,用固體氯化鈉與濃硫酸反應制取氯化氫氣體

2NaCl(固)+H2SO4====(濃)Na2SO4+2HCl↑

Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑

再如,利用濃鹽酸與濃硫酸可以制氯化氫氣。

◎4.酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等

2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4

Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)

◎5.穩定性:濃硫酸與亞硫酸鹽反應

Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑

■稀硫酸

◆物理性質

無色無嗅透明液體,密度1.84,沸點290 ℃。

◆化學性質

◎可與多數金屬(比銅活潑)氧化物反應,生成相應的硫酸鹽和水;

◎可與所含酸根離子氧化性比硫酸根離子弱的鹽反應,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;

◎可與氫前金屬在壹定條件下反應,生成相應的硫酸鹽和氫氣;

◎加熱條件下可催化蛋白質、二糖和多糖的水解。

化學品的制備

■實驗室硫酸制法

可以用FeSO4.7H2O加強熱,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理論可得29.5%的H2SO4

關鍵在於尾氣吸收。

■其他硫酸制備工藝

1、氨酸法增濃低濃度二氧化硫氣體生產硫酸方法

2、采用就地再生的硫酸作為催化劑的壹體化工藝

3、草酸生產中含硫酸廢液的回收利用

4、從芳族化合物混酸硝化得到廢硫酸的純化與濃縮工藝

5、從氧化鈦生產過程中排出的廢硫酸溶液的再生方法

6、從稀硫酸中分離有機磷化合物和其它雜質的方法

7、從制備2-羥基-4-甲硫基丁酸(MHA)工藝的含硫副產物中回收硫酸的方法

8、催化氧化回收含有機物廢硫酸的方法

9、電瓶用硫酸生產裝置

10、二氧化硫源向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、沸騰爐摻燒硫磺生產裝置中稀酸的回收利用

13、高濃二氧化硫氣三轉三吸硫酸生產方法

14、高溫濃硫酸液下泵耐磨軸套

15、高效陽極保護管殼式濃硫酸冷卻器

16、節能精煉硫酸爐裝置

17、精苯再生酸焚燒制取硫酸的方法

18、利用廢硫酸再生液的方法和裝置

19、利用含硫化氫的酸性氣體與硫磺聯合制取高濃度硫酸

20、利用含硫化氫的酸性氣體制取高濃度硫酸

■工業硫酸的制作工藝

從工業廢氣或其他渠道收集SO2,將其氧化為SO3,在用稀硫酸反復吸收得到濃度高於98%的工業濃硫酸.

■提純工藝

可將工業濃硫酸進行蒸餾,便可得到濃度95%-98%的商品硫酸.

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