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什麽是硫酸?

硫酸是化學中的五種強無機酸(硫酸、硝酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸)之壹。

■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)。

◎ 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

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