硫酸

三氧化硫

物理性质

熔点16.8℃,沸点44.8℃,在常温下为液态,标况下为固态,是无色易挥发的晶体(注意此时不能使用=22.4 L/mol计算)。

化学性质

表现出酸性氧化物的通性

  • 与水反应

    现象:剧烈反应,同时放出大量的热。

  • 与碱反应

  • 与碱性氧化物反应

  • 的制法

    (催化氧化)

硫酸的工业制法

接触法制硫酸设备及流程

硫酸工艺

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  • 的制取、净化、干燥

    设备:沸腾炉

    原料:黄铁矿或硫黄

    反应:

    $2Fe_2O_3+8SO_2$

  • 的催化氧化

    设备:接触室

    原料:空气

    反应:

  • 的吸收和的生成

    设备:吸收塔

    原料:98.3%的浓硫酸

    反应:

    注意:不能直接用水吸收,而是用98.3%的浓硫酸吸收以制得发烟硫酸,再根据需要用水稀释。如果直接用水吸收就会放出大量的热,形成酸雾,而导致吸收效果差。

硫酸的物理性质

  • 纯硫酸是无色,粘稠的油状液体,是一种密度大、沸点高、难挥发的强酸,易溶于水,能与水以任意比互溶。
  • 常见浓硫酸的质量分数为98.3%,密度为1.84 ,沸点为338℃,物质的量浓度为18.4
  • 硫酸溶液的浓度越大,密度越大。若将40%的溶液与20%的溶液等体积混合,所得溶液的质量分数大于30%,且稀释浓硫酸时会放出大量的热

稀硫酸的性质

  • 稀硫酸是强酸,电离方程式为:

  • 稀硫酸具有酸的通性

    • 能使紫色石蕊试液变红。

    • 与碱发生中和反应

    • 与碱性氧化物反应

    • 与活泼金属(H之前)反应:

      (体现酸的弱氧化性)

    • 与某些盐反应:

       

浓硫酸的特性

稀释浓硫酸的方法

将浓硫酸沿器壁慢慢注入盛有水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,使产生的热量及时散出。注意不可把水倒入浓硫酸中

浓硫酸的吸水性

浓硫酸吸取物质中本身存在的水或结晶水的性质。

  • 浓硫酸能够吸收存在于周围环境中的水分,故可以作干燥剂,且为酸性干燥剂。

    浓硫酸能干燥中性气体和酸性气体如:等。但不能用来干燥: ①碱性气体如:;②还原性气体如:;③(注意:可以用来干燥)。

  • 吸收结晶水合物中的水,如把适量浓硫酸注入少量研细的胆矾中,胆矾会逐渐变为白色,体现了浓硫酸的吸水性。

浓硫酸的脱水性

浓硫酸可以将有机物如:蔗糖、棉布等中的元素和元素按照原子个数比2 : 1,以“”的形式脱去,从而使有机物碳化。

向蔗糖中加入浓硫酸:

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  • 实验现象

    蔗糖变黑,体积膨胀,形成一种疏松多孔的海绵状的碳,同时有刺激性气味气体放出。发生的化学方程式为:

    注意:该实验产生的有刺激性气味的二氧化硫是有毒气体,会污染环境,实验时可采用密封装置,吸收产生的有毒气体。

浓硫酸的强氧化性
  • 与金属反应(浓硫酸与金属反应规律)

    • 与活泼金属(如)反应,开始时产生,硫酸浓度变小后,开始产生

    • 与不活泼金属(如)反应,开始在加热条件下产生,硫酸浓度变小后,稀硫酸不再与反应。

      (此时浓硫酸既表现出氧化性,又表现出酸性)

      如1 与含2 的浓硫酸充分反应:

      生成物质的量小于1

    • 钝化:常温下,等金属遇到浓硫酸会产生钝化,在金属表面产生一层致密的氧化膜,从而阻止了浓硫酸与的继续反应,体现了浓硫酸的强氧化性。

      注意:钝化是化学变化而非物理变化

  • 与非金属C,S,P反应

  • 与其他还原性物质反应

浓硫酸与稀硫酸比较
  • 溶质的主要存在形式

    浓:分子,不导电

    稀:,强导电性

  • 氧化性强弱

    浓:强氧化性

    稀:弱氧化性

  • 固体

    浓:反应,产生气体

    稀:不反应

  • (加热)

    浓:反应

    稀:不反应

  • 脱水性

    浓:有

    稀:无

  • 吸水性

    浓:有

    稀:无

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