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:sulfuricacid
■分子式:hso
■cas登录号:7664-93-9
■einecs登录号231-639-5
■分子相对质量:
■成分/组成信息:硫酸%(浓)70%
■中心原子杂化方式:sp3
■结构式
硫酸结构式的截图
■浓硫酸
◆物理xìng质
纯硫酸是一种无sè无味油状液体。常用的浓硫酸中h2so4的质量分数为%,其密度为·cm-3,其物质的量浓度为·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。”若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生发烟现象,这样超过%的硫酸称为发烟硫酸
熔沸点
%时
熔点:-;
沸点:338c
◆化学xìng质
◎1.脱水xìng
1就硫酸而言,脱水xìng是浓硫酸的xìng质,而非稀硫酸的xìng质,即浓硫酸有脱水xìng且脱水xìng很强。
浓硫酸的腐蚀xìng
2脱水xìng是浓硫酸的化学特xìng,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。
3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sè的炭(炭化)。
浓硫酸如c12h22o11===12c+11h2o
◎2.强氧化xìng
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====cuso4+so2↑+2h2o
2fe+6h2so4====fe23+3so2↑+6h2o
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化xìng和酸xìng。
2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xìng。
c+2h2so4====co2↑+2so2↑+2h2o
s+2h2so4====3so2↑+2h2o
2p+5h2so4====2h3po4+5so2↑+2h2o
3跟其他还原xìng物质反应
浓硫酸具有强氧化xìng,实验室制取h2s、hbr、hi等还原xìng气体不能选用浓硫酸。
h2s+h2so4====s↓+so2↑+2h2o
2hbr+h2so4====br2↑+so2↑+2h2o
2hi+h2so4====i2↑+so2↑+2h2o
◎3。吸水xìng
就硫酸而言,吸水xìng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xìng有很大的不同:脱水xìng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xìng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xìng,而不是脱水xìng,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xìng,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xìng。
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xìng。
1就硫酸而言,吸水xìng是浓硫酸的xìng质,而不是稀硫酸的xìng质。
2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xìng是浓硫酸的化学xìng质。
3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。
◎4.难挥发xìng(高沸点):制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发xìng酸制易挥发xìng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↑2so4
ca32+2h2so4====2caso4+ca2
◎6.稳定xìng:浓硫酸与亚硫酸盐反应
na2so3+h2so4====na2so4+h2o+so2↑
■稀硫酸
◆物理xìng质
无sè透明液体。熔点较低。
◆化学xìng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;
◎可与所含酸根离子对应酸酸xìng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。
■实验室硫酸制法
可以用.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%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jīng炼硫酸炉装置
17、jīng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xìng气体与硫磺联合制取高浓度硫酸
20、利用含硫化氢的酸xìng气体制取高浓度硫酸
■工业硫酸的制作工艺
从工业废气或其他渠道收集so2,将其氧化为so3,在用稀硫酸反复吸收得到浓度高于98%的工业浓硫酸.
■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.
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难清除氧化皮,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cāo作人员、设备、环境没有任何危害。
■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sè沉淀,则证明它是硫酸。
■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sè硫酸钡沉淀。例如:
h2so4+bacl2====baso4↓+2hcl
na2so4+bacl2====baso4↓+2nacl
ba2++so42-====baso4↓2+co2↑+h2o
baco3+2hcl====bacl2+co2↑+h2o
■总括
硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料,而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。它的应用范围rì益扩大,需要数量rì益增加。兹将硫酸在国民经济中的作用分述如下。
■为农业生产服务