告中化学 硫酸的酸性如何体现?
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。
(1)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+H2O
2NaOH+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↓+2H3PO4
2CH3COONa+H2SO4(浓)==Na2SO4+ 2CH3COOH
(2)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。
(3)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。
(4)浓H2SO4的吸水性
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。
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。
(5)浓H2SO4的脱水性
浓H2SO4还可以把有机物中的氢、氧元素按2∶ 1的原子个数比(即水的组成)从有机物中脱出, 这就是浓H2SO4的脱水性。必须清楚,在有机物中氢、 氧两种元素并不是以水分子形式存在的, 只是被浓H2SO4脱出时符合水分子的组成。 可见脱水性与吸水性是不相同的。 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。
C12H22O1112C+11H2O
(C6H10O5)n6nC+5nH2O
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。
HCOOHCO↑+H2O
C2H5OHC2H4↑+H2O
在这些反应中浓H2SO4是脱水剂, 浓H2SO4所起的作用是脱水作用。
(6)浓H2SO4的氧化性
在浓H2SO4中,硫酸以分子状态存在。硫酸分子中的硫元素显+ 6价,是硫元素的最高价态,有较强的氧化性,可以氧化多种物质。
①浓H2SO4与不活泼金属Cu、Hg、Ag反应时, 一般放出SO2和有硫酸盐生成。 在反应中浓H2SO4既表现出氧化性,
又表现出酸性。如:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
Hg+2H2SO4(浓)HgSO4+SO2↑+2H2O
②浓H2SO4与某些低价元素化合物(具还原性的化合物)反应, 有SO2或其它低价态的硫酸还原产物和硫酸盐生成时, 也是浓H2SO4的氧化性与酸性的共同体现。如:
2NaBr+3H2SO4(浓)==2NaHSO4+Br2↑+ SO2↑+2H2O
2FeS+6H2SO4(浓)==Fe2(SO4)3+2S↓+ 3SO2↑+6H2O
③浓H2SO4与某些非金属或某些气态氢化物反应时, 一般没有盐生成,则只是浓H2SO4氧化性的表现。如:
C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
H2S+H2SO4(浓)==S↓+SO2↑+2H2O
H2S+3H2SO4(浓)4SO2↑+4H2O
2HBr+2H2SO4(浓)==2SO2↑+Br2↑+ 2H2O
④常温时浓H2SO4能使Fe、Al钝化, 也是浓H2SO4氧化性的表现。
难挥发性酸:硫酸,磷酸,硅酸,偏铝酸,高氯酸,高锰酸等。
易挥发性酸:浓硝酸、浓盐酸、氢氟酸、氢溴酸,氢碘酸,亚硫酸、硫化氢(氢硫酸)、醋酸等。
具有较强挥发性的物质大多是一些低沸点的液体物质,如乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯、二硫化碳等,这些物质贮存时,应密封保存并远离热源,防止受热加快挥发。
例如硫酸的沸点较高(338℃),当硝酸、盐酸、氢氟酸等低沸点酸的阴离子对测定有干扰时,常加硫酸并蒸发至冒白雾(SO)来驱除。
扩展资料
酸的分类
1、根据有机无机
分为:无机酸和有机酸。最常见的有机酸是羧酸,其酸性源于羧基(-COOH),磺酸(-SO₃H)等也属于有机酸,有机酸可与醇反应生成酯。
2、根据是否含氧
分为:含氧酸和无氧酸。含氧酸,如硫酸H₂SO₄、碳酸H₂CO₃等;无氧酸,如盐酸HCl、氢氟酸HF等。
3、根据从酸分子中可以电离出H⁺的个数
可以分为一元酸(HCl)、二元酸(H₂SO₄)、三元酸(H₃PO₄)。
4、根据酸性强弱
分为强酸,中强酸,弱酸(是否能完全电离)。强酸(HCl等)、中强酸(H₃PO₄等) 、弱酸(H₂CO₃等)。
5、根据是否是中心原子得电子
分为强氧化性酸和非强氧化性酸。强氧化性酸,如浓、稀硝酸,浓硫酸,次氯酸,亚硝酸,高锰酸等;非强氧化性酸,如盐酸,氢溴酸,氢氟酸,碳酸,稀硫酸,磷酸等。
参考资料来源:百度百科--挥发性酸
参考资料来源:百度百科--酸
参考资料来源:百度百科--挥发性
硝酸、盐酸、硫酸都属于强酸。
2.
“强酸”这个概念是由丹麦化学家J.N.Bro
ted和英国化学家T.M.Lowry提出的。强酸主要指高锰酸、盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、硒酸、氢溴酸、氢碘酸、氯酸,其中高氯酸、氢碘酸、氢溴酸、盐酸(氢氯酸)、硫酸、硝酸合称为六大无机强酸,它们都有强烈刺激和腐蚀作用,人体接触会造成严重烧伤,宜用清水冲洗或苏打水冲洗。
3.
弱酸是和强酸相对的酸,酸性较弱。弱酸是在溶液中不完全电离的酸。
第一张图中的酸性,指的是给出H+的能力(无论这个H+以什么样的姿态存在)。浓H2SO4存在自偶电离,其中的H+以H3SO4+的形式存在,并且这个电离程度很大,所以说它的酸性很强。
而第二张图指狭义的酸性,即通过酸的通性(与活泼金属生成H2,与碱反应产生盐和水,与金属氧化物反应产生盐和水等)来研究浓H2SO4。因为浓H2SO4与活泼金属不能反应产生H2,所以它就少了酸的通性中的一环,那么酸性自然就弱了。
酸这个概念,中学你只要知道是电离时产生的阳离子全部是H+的化合物。但到了其他领域,酸这个概念就完全扩展了。
高氯酸是最强的无机含氧酸。
HI酸性似乎还要弱一点。电离度大约95%。
一般把酸性超过100%硫酸的酸称为超[强]酸。
以下引用自百度百科:
氟硫酸和五氟化锑按1:0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的1亿倍;按1:1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
发现历史
说起超强酸的发现,还有一段故事呢!十多年前,一个圣诞节的前夕,在美国加利福尼亚大学的实验室里,奥莱教授和他的学生正在紧张地做着实验。一个学生好奇地把一段蜡烛伸进一种无机溶液里。奇迹发生了——性质稳定的蜡烛竟然被溶解了!蜡烛的主要成分是饱和烃,通常它是不会与强酸、强碱甚至氧化物作用的。但这个学生却在无意中用这种1∶1的SbF3·HSO3F的无机溶液溶解了它。奥莱教授对此非常惊愕,连连称奇。他把这种溶液称为“魔酸”,也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生 C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固态的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。
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超强酸
开放分类: 酸、化学、腐蚀剂
品 名:超强酸
拼音:chaoqiangsuan
英文名称:superacid
说明:又称超酸。是一种比100%硫酸还强许多倍的酸。特别是液体超强酸,有的比100%硫酸强近10^12倍,有严重腐蚀性和严重公害。全氟磺酸树脂(Nafion-H)是现在已知的最强固体超强酸,具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚,得到全氟磺酸树脂。由于Nafion-H分子中引入电负性最大的氟原子,产生强大的场效应和诱导效应,从而使其酸性剧增。与液体超强酸相比,用作催化剂时,易于分离,可反复使用。且腐蚀性小,引起公害少,选择性好,容易应用于工业化生产。
近年世界上已开发和研制了比硫酸、盐酸;硝酸酸性强几百万倍,甚至几十亿倍的超强酸。 这些超强酸,酸性极强。以HF~SbF5为例,
物质的量为1:0.3的氢氟酸和五氟化锑混合时的酸性强度要比无水硫酸(100%)的强度约大1亿倍。而HF~SbF5的物质量比1:1时其酸性估计可达无水硫酸的10万兆倍。这些超强酸如魔酸,它是五氟化锑和氢氟酸按体积比l:l混合制成的混酸。其酸度只是无水硫酸的100倍,目前,在世界市场上已有商品出售,超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。
在很长的一段时间内,人们认为王水就是酸中之王,是最强的酸了,因为即使是黄金,遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛,人们才知道其实王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是魔酸,又叫超强酸。
从成分上看,超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。它们的酸性强的令人难以置信,比如氢氟酸和五氟化锑按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的 1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。
由于浓硫酸具有强氧化性不可以制Br2 和I2。
浓磷酸在加热条件下制取卤素时的产物是磷酸钠。
2.硝酸和盐酸易挥发是,因为他们是低沸点酸。
3.硫酸难会发因其上高沸点酸。
4.以上沸点的高低是相对常温来说的,如果硫酸所处的温度高于其接近或其沸点,也会变得易挥发。