硫酸是化学六大无机强酸(硫酸、硝酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸)之一。 中文名称:硫酸 英文名称:sulfuric acid 法文名称:Sulfate 化学式:H2SO4 CAS登录号:7664-93-9 EINECS 登录号231-639-5 分子相对质量: 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 中心原子杂化方式:sp3 pKa1: -3.00pka2:1.99 结构
[编辑本段]化学品性质浓硫酸物理性质
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"。 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]化学性质◆浓硫酸1.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
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,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⑴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) ==== 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) ==(加热)== 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
3.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 NaCl(固)+H2SO4(浓)====NaHSO4+HCl↑ (常温) 2NaCl(固)+H2SO4(浓)====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。 ◎5酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等 2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4 Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2 ◎6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
◆稀硫酸化学性质 ◎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;
分子立体图◎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; ◎可与碱反应生成相应的硫酸盐和水; ◎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; ◎加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。 ◎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。 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:吸水性就硫酸而言,吸水性有很多用处,比如很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是良好的干燥剂。 这个与脱水性有很大的不同:脱水性一般反应前没有水,而是H、O元素以个数比2:1的形式形成水,从有机物中出来。 而吸水性则是反应前就有水,只是在此过程中硫酸做了一个干燥剂的作用。如: CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,这个反应,就是体现硫酸的吸水性,而不是脱水性,因为反应前有水。 还有在实验室制取乙烯的过程中,体现浓硫酸的吸水性,促使反应向正反应方向进行。在一些硫酸作催化剂的反应中,尤其是是浓硫酸,一般都体现硫酸的吸水性。 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物理变化的过程,吸水性是浓硫酸的物理性质。 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。
[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.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 2SO2+O2=(△,V2O5)2SO3(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 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。
盐酸的含量≥ | 36%-38% | 用途级别 | 工业级 |
生产商/原产地 | 无锡格林艾普 | 执行质量标准 | GB320-2006 |
来源 | 合成酸 | 颜色/外观 | - |
质量等级 | 优等品(工业) |