硫酸的性质

㈠物理性质纯硫酸是一种无色油状液体。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。”㈡特性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。把少量研细的胆矾放入浓H2SO4中，会逐渐变为白色，就是由于浓H2SO4吸收了胆矾(CuSO4·5H2O)中的结晶水，而使其变为白色的无水硫酸铜。⑷浓H2SO4有很强的吸收水分的性质，是硫酸分子与现成的水分子(自由水)或结晶水结合成硫酸的水合物。利用这种性质可以用浓H2SO4做干燥剂，但不能干燥NH3等碱性气体，也不能干燥H2S、HI等还原性气体。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）。⑷常见的浓H2SO4脱水性的表现有以下几种：①使有机物脱水，有碳游离出来，如糖类脱水。②使有机物脱水，没有碳游离出来，如甲醇制一氧化碳，酒精制乙烯。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，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。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。否则还原性气体被氧化成单质，本身被还原成SO2硫酸是最常见的酸，它具有强酸性、不挥发性和稳定性，浓H2SO4还具有吸水性、脱水性和强氧化性。在一些反应中仅是硫酸某种性质的单一表现，在另一些反应中则是硫酸某几种性质的综合体现。常温时浓H2SO4能使Fe、Al钝化，也是浓H2SO4氧化性的表现。4.硫酸的酸性硫酸具有酸类的通性，其水溶液能够使石蕊试液变红、与活泼金属反应可放出H2、与碱性氧化物、碱反应时生成盐和水，这些性质都体现硫酸的酸性，实际上是硫酸中H+离子性质的体现。如Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑CuO+H2SO4==CuSO4+H2O2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O硫酸是一种强酸，可与弱酸盐反应，在制一些弱酸时常利用硫酸的强酸性。如FeS+H2SO4(稀)==FeSO4+H2S↑Ca3(PO4)2+3H2SO43CaSO4↓+2H3PO42CH3COONa+H2SO4(浓)==Na2SO4+2CH3COOH5.硫酸的不挥发性(或称高沸点性)可以用硫酸与易挥发酸的盐反应来制取易挥发的酸，或者说可以用硫酸与低沸点酸的盐反应来制取低沸点的酸。由于硫酸具有不挥发性，反应时生成的气体或蒸气中只含有较少的酸雾，便于得到较纯的气体。如：NaCl(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑NaNO3(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HNO3↑在这些反应中是硫酸的难挥发性与酸性的共同表现。6.硫酸的稳定性硫酸对热的稳定性强，可以用硫酸与不稳定酸的盐反应来制取不稳定酸。如：Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑不稳定酸分解后可得到相应的气体。㈢用途1．利用其酸性，可制磷肥、氮肥；可除锈；可制实用价值较大的硫酸盐。2．利用浓硫酸的吸水性，在实验室常用浓硫酸作吸水剂和干燥剂。浓硫酸能干燥中性气体和酸性气体，如H2、O2、N2、CO2、SO2、Cl2、HCl等，但不能干燥碱性气体（NH3）和常温下具有还原性（H2S、HBr、HI）的气体。3．利用浓硫酸的脱水性，浓硫酸常用作精炼石油的脱水剂、有机反应的脱水剂等。4．利用浓硫酸的高沸点难挥发性，常用于制取各种挥发性酸。实验室还常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取HCl气体。因为浓硫酸具有吸水性，能吸收浓盐酸中的水，且能放出大量的热，加速HCl的挥发并能干燥HCl气体。㈣安全浓硫酸稀释：浓硫酸溶于水剧烈放热，而且密度大于水，因此，稀释时应注酸入水，并不断搅拌，以使热量散发。浓硫酸不慎溅到皮肤上，不能用水冲洗，应用干布擦干。