浓硫酸的性质

西山枇杷2023-05-07  16

浓硫酸,是质量分数大于或等于70%的硫酸水溶液,俗称坏水。浓硫酸具有强腐蚀性:在常压下,沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属,其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水(但腐蚀速率则各有所长)。硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与稀硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,难挥发性,酸性,吸水性等。与硝酸相似,还原产物受还原剂种类及量影响可能为二氧化硫,硫单质或硫化物。

由于浓硫酸中含有大量未电离的硫酸分子(强酸溶液中的酸分子不一定全部电离成离子,酸的强弱是相对的),所以浓硫酸具有吸水性、脱水性(俗称炭化,即腐蚀性)和强氧化性等特殊性质;而在稀硫酸中,硫酸分子已经完全电离,所以不具有浓硫酸的特殊化学性质。发烟硫酸是无色或棕色油状稠厚的发烟液体(棕色是因为其中含有少量铁离子),具有强烈刺激性臭味,吸水性很强,与水可以任何比例混合,并放出大量稀释热。所以进行稀释浓硫酸的操作时,应将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中,并不断用玻璃棒搅拌。

浓盐酸和浓硫酸虽然都是浓的酸,但有着不同的物理性质。浓盐酸具有挥发性,敞口放置,氯化氢气体会从酸中不断地挥发出来,故溶质的质量会减少。从浓盐酸中挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸的小液滴,故是白雾而不是白烟。浓硫酸具有吸水性,敞口放置可以吸收空气中的水蒸气,使溶液的质量增加。浓硫酸溶于水会放出大量的热,这是其特征之一。

浓硫酸具有脱水性,会把氢,氧以2:1的比例脱去,滴到纸上会有炭化的黑色

强氧化性:"钝化"现象

1腐蚀性,实验时不慎溅到皮肤上,要立即用大量水冲洗;2吸水性,常用作干燥剂;3脱水性 按水分子中氢氧2:1夺取脱水物中的氢氧4强氧化性,还原产物可以是二氧化硫,硫化氢等5酸性,可以与金属氧化物反应生成盐与水。

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。

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001%的苏打水(或稀氨水)浸泡

误食,催吐,用牛奶或蛋清

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