浓硫酸

取自 食品百科全书

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(一)物理性质

纯硫酸是一种无色无味油状液体。常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为98.3%,其密度为1.84g·cm-3,其物质的量浓度为18.4mol·L-1。硫酸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。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。”

(二)特性 除了酸固有的化学性质外,浓硫酸还具有自己特殊的性质,与稀硫酸有很大差别,主要原因是浓硫酸溶液中存在大量未电离的硫酸分子(H2SO4),这些硫酸分子使浓硫酸有很强的性质。

1.吸水性

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。

⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。

⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量的热:H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O,故浓硫酸吸水的过程是化学变化的过程,吸水性是浓硫酸的化学性质。

⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。

2.脱水性

⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,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。

⑶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,被脱水后生成了黑色的炭(碳化)。 浓硫酸 如C12H22O11————>12C + 11H2O

3.强氧化性

⑴跟金属反应

①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。主要原因是硫酸分子与这些金属原子化合,生成致密的氧化物薄膜,防止氢离子或硫酸分子继续与金属反应.

Fe+nH2SO4(浓)===Fe·nH2SO4

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) ==== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O

2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。

⑵跟非金属反应

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) ==== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

S + 2H2SO4(浓) ==== 3SO2↑ + 2H2O

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

⑶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(浓) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O

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

2HI + H2SO4(浓) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O

4.难挥发性(高沸点):制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发性酸制易挥发性酸) 如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体

2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑

Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑

再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气。

5.酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等

2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4

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

6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应

Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑

附言:浓硫酸的稀释

浓硫酸溶于水后能放出大量的热,因此,在稀释浓硫酸时一定要将浓硫酸沿着烧杯壁慢慢地注入水中,并用玻璃棒不断搅拌。

切不能将顺序颠倒,这样会引发事故。切记“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。”

个体防护:

身防止皮肤直接接触.用棉布先吸去皮肤上的硫酸,再用大量流动清水冲洗,最后用0.01%的苏打水(或稀氨水)浸泡. 误食,催吐,用牛奶或蛋清.

个人工具
工具箱


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