怎样表现硫酸

怎样表现硫酸

化学式  h2so4 相对分子质量  98.08 成分/组成信息  硫酸 98.0%(浓)<70% (稀) 密度  98%的浓硫酸 1.84g/mL 摩尔质量  98%的浓硫酸 98g/mol 物质的量浓度  98%的浓硫酸 18.4mol/L 中心原子杂化方式  sp3 结构  

硫酸结构式

编辑本段物理性质  

硫酸

浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。

” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生"发烟"现象,这样含有so3的硫酸称为"发烟硫酸"。

  硫酸是一种无色黏稠油状液体,是一种高沸点难挥发的强酸,易溶于水,能以任意比与水混溶。

  100%的硫酸熔沸点:   熔点10℃   沸点290℃   但是100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为98.3%的浓硫酸,成为338℃(硫酸水溶液的) 恒沸物。

加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。

  98.3%硫酸的熔沸点:   熔点:10℃;   沸点:338℃ 编辑本段浓硫酸化学性质 1.脱水性  脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。

  (1)脱水性简介   就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

  (2)可被脱水的物质   物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水,如五水硫酸铜(cuso4·5h2o)。

  (3)炭化   可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成

浓硫酸的腐蚀性

了黑色的炭(炭化)。

  浓硫酸 如c12h22o11=12c + 11h2o   (4)黑面包反应    在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,水不能加多,搅拌均匀。

然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。

观察实验现象。

  可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。

2.强氧化性  (1)跟金属反应  ①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。

  ②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成so2   cu+2h2so4(浓)=加热=cuso4+so2↑+2h2o   2Fe+6h2so4(浓)=加热=Fe2(so4)3+3so2↑+6h2o   在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。

  (2)非金属反应    热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为so2。

在这   类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。

  c+2h2so4(浓)=加热=co2↑+2so2↑+2h2o   s+2h2so4(浓)=加热=3so2↑+2h2o   2P+5h2so4(浓)=加热=2h3Po4+5so2↑+2h2o   (3)跟其他还原性物质反应   浓硫酸具有强氧化性,实验室制取h2s、hbr、hi等还原性气体不能选用浓硫酸。

  h2s+h2so4(稀)=s↓+so2↑+2h2o   2hbr+h2so4(稀)=br2↑+so2↑+2h2o   2hi+h2so4(稀)=i2↑ +so2↑+2h2o 3.难挥发性(高沸点)  制氯化氢、硝酸等(原理:高沸点酸制低沸点酸)如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体   nacl(固)+h2so4(浓)═nahso4+hcl↑(常温)   2nacl(固)+h2so4(浓)═加热═na2so4+2hcl↑(加热)   na2so3+h2so4═na2so4+h2o+so2↑   再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。

  酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等   2nh3+h2so4═(nh4)2so4   ca3(Po4)2+2h2so4═2caso4+ca(h2Po4)2   稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应   na2so3+h2so4═na2so4+h2o+so2↑ 编辑本段稀硫酸化学性质化学性质  1.可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水   2.可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸;   3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水;   4.可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气;   5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。

  6.强电解质,在水中发生电离h2so4=2h+ + so4 2- 常见误区  稀硫酸在中学阶段,一般当成h2so4=2h+ + so4 2-,两次完全电离,其实不是这样的。

  根据硫酸酸度系数   pKa1: -3.00   pka2:1.99   其二级电离不够充分pka2:1.99,在稀硫酸中hso4- ═可逆═h+ +so4 2-   并未完全电离,1mol/L的硫酸一级电离完全,二级电离大概电离10%左右,也就是溶液中仍存在大量的hso4- 。

而即使是nahso4溶液o.1mol/L时,硫酸氢根也只电离了30%左右。

编辑本段物理性质吸水性  它是良好的干燥剂。

用以干燥酸性和中性气体,如co2,h2,n2,no2,hcl,so2等,不能干燥碱性气体,如nh3,以及常温下具有还原性的气体,如h2s。

  吸水是物理变化过程   吸水性与脱水性有很大的不同:吸水原来就有游离态的水分子,水分子不能被束缚。

  将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。

编辑本段一般制法实验室硫酸制法  可以用Feso4.7h2o加强热,用冰水混合物+u型管冷凝即可,用naoh吸收so2,理论可得29.5%的h2so4   关键在于尾气吸收。

其他硫酸制备工艺  1、氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法   2、采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺   3、草酸生产中含硫酸废液的回收利用   4、从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺   5、从氧化钛生产过程中排出的废硫酸溶液的再生方法   6、从稀硫酸中分离有机磷化合物和其它杂质的方法   7、从制备2-羟基-4-甲硫基丁酸(mha)工艺的含硫副产物中回收硫酸的方法   8、催化氧化回收含有机物废硫酸的方法   9、电瓶用硫酸生产装置   10、二氧化硫源向硫酸的液相转化方法   11、沸腾炉焙烧硫磺制备硫酸的方法   12、沸腾炉掺烧硫磺生产装置中稀酸的回收利用   13、高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法   14、高温浓硫酸液下泵耐磨轴套   15、高效阳极保护管壳式浓硫酸冷却器   16、节能精炼硫酸炉装置   17、精苯再生酸焚烧制取硫酸的方法   18、利用废硫酸再生液的方法和装置   19、利用含硫化氢的酸性气体与硫磺联合制取高浓度硫酸   20、利用含硫化氢的酸性气体制取高浓度硫酸 编辑本段工业制法  生产硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。

硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

1.制取二氧化硫(沸腾炉)  燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫   s+o2═点燃═so2   4Fes2+11o2═高温═8so2+2Fe2o3

h2so4工业制作装置

2.接触氧化为三氧化硫(接触室)  2so2+o2═2so3(用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应) 3.用98.3%硫酸吸收  so3+h2so4═h2s2o7(焦硫酸) 4.加水(吸收它)  h2s2o7+h2o═2h2so4 提纯工艺  可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品硫酸.   其他方法   磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。

   编辑本段硫酸新成员固体硫酸  是粉末制剂的固体酸类,可以替代硫酸的常规酸洗工艺,主要用于清除各种钢铁、不锈钢、铜、铝等金属零件及其设备表面的锈、氧化皮、水垢、灰垢等污物,特别是钢铁热扎、冷扎过程中生成的高温能清除氧化皮,清洗效果可以跟硫酸酸洗相媲美,最终使产品表面清洁干净;清洗过程中没有烟雾产生,大大改善生产环境;对金属的几乎没有腐蚀,对操作人员、设备、环境没有任何危害。

发烟硫酸  h2so4.Xso3即硫酸的三氧化硫溶液   无色至浅棕色粘稠发烟液体,其密度、熔点、沸点因so3含量不同而异。

  当它暴露于空气中时,挥发出来的so3和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟,所以称之为发烟硫酸。

  一般含so3的质量分数有20%、40%、60%、66%等。

若折合成硫酸的质量分数则发烟硫酸中h2so4可超过100%。

有人认为发烟硫酸中主要含焦硫酸(h2s2o7)。

具强氧化性和吸水性,脱水性及腐蚀性。

用于合成染料、药物。

常用做磺化剂和吸水及脱水剂。

  发烟硫酸中的物质成分复杂,除了硫酸和三氧化硫外,还有焦硫酸(h2s2o7)、二聚硫酸(h4s2o8)三聚硫酸(h6s3o12)及h4s3o15、h2s3o10、(h2so4)20等各种各样的硫酸聚合物。

  20%发烟硫酸可在接触法的硫酸厂中生产,就是在98.3%硫酸吸收塔前设置发烟硫酸吸收塔,以20%发烟硫酸吸收转化后含三氧化硫7%~10%的气体,同时向循环酸中补加98.3%硫酸,使其浓度保持不变。

65%发烟硫酸可由20%发烟 硫酸和液体三氧化硫混合而得,或仿照20%发烟硫酸的制造方法,建立以65%发烟硫酸循环喷淋的吸收塔,吸收100%三氧化硫气体,并补加20%发烟硫酸,以调节循环酸浓度。

  缓慢加入纯碱-消石灰溶液中,并不断搅拌,反应停止后,用大量水冲入废水系统。

  注:这是工业俗称,准确的化学语言应该是挥发出雾。

应该叫发雾硫酸。

编辑本段实验室制取  so2+h2o2===h2so4   so3+h2o===h2so4 编辑本段化学品的检验所需药品  经过盐酸酸化的氯化钡溶液 检验方法  使用经过盐酸(hcl)酸化的的氯化钡(bacl2)。

向待测物溶液滴入几滴经过盐酸酸化的氯化钡溶液,震荡,如果产生白色沉淀,则证明它是硫酸。

注意  先滴加盐酸,清除溶液中的银离子与亚汞离子及各类干扰检验的阴离子(如碳酸根离子等),否则会干扰检验,也不可以用硝酸钡检验,硝酸根离子在酸性条件下可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,干扰检验。

反应原理  ◆硫酸根离子跟钡离子能生成不溶于硝酸(或盐酸)的白色硫酸钡沉淀。

例如:   h2so4+bacl2═baso4↓+2hcl   na2so4+bacl2═baso4↓+2nacl   ba2+ +so42-═baso4↓(离子方程式)   ◆其他阴离子也有跟钡离子生成白色沉淀的。

例如:   na2co3+bacl2═baco3↓+2nacl   baco3外观为白色沉淀与baso4不易区分,但它能跟盐酸(hcl)反应而溶解。

  baco3+2hno3═ba(no3)2+co2↑+h2o   baco3+2hcl═bacl2+co2↑+h2o

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