硫酸的性质是什么?
硫酸(H2SO4)纯净的硫酸是无色黏稠的油状液体,不易挥发。从工厂生产出来的硫酸常是质 量分数为 98%的浓硫酸,密度为 1.84g/cm3 ,沸点为 338℃。
用浓硫酸做实验应当穿戴防护服、防 护手套和防护眼镜,避免浓硫酸直接接触身体和衣服。即便是稀硫酸沾到身 上,也要及时洗去,否则,水分蒸发,稀硫酸会变成浓硫酸。 如果不小心将浓硫酸沾在身体和衣服上了,应立即用抹布等物品拭去,迅 速用大量水冲洗。
如果沾的浓硫酸量少,可直接用水冲洗。如果硫酸进入眼 中,应立即撑开眼皮冲洗。浓硫酸有吸水性,跟空气接触会吸收空气中的水,因此浓硫酸可作干燥剂,在 保存时应当密封。 浓硫酸还有脱水性,它可以将纸张、木材、衣服、肌肉中的氢、氧元素按水的 组成脱去,使之炭化。
扩展资料
浓硫酸在稀释时,一般应将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水中,可用不断搅拌等方 法及时分散浓硫酸。这样在浓硫酸加入水中时,不会因浓硫酸猛烈坠落而溅起水 液。
而且一直都是少量的浓硫酸进入多量的水中并沉入水下,在多量水的稀释下, 产生的热量分散到水中,而搅拌又可以使稀释时产生的热量更容易及时分散,因此 可以避免局部水液暴沸。
硫酸的性质如下:
1、物理性质
纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 g/cm³,沸点337℃,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290℃时开始释放出三氧化硫,最终变成为98.54%的水溶液,在317℃时沸腾而成为共沸混合物。硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。
2、化学性质
纯硫酸加热至290℃分解放出部分三氧化硫,直至酸的浓度降到98.3%为止,这时硫酸为恒沸溶液,沸点为338°C。无水硫酸体现酸性是给出质子的能力,纯硫酸仍然具有很强的酸性,98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别,而溶解三氧化硫的发烟硫酸是一种超酸体系,酸性强于纯硫酸。
硫酸脱水
脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或按照水的氢氧原子组成比脱去有机物中氢氧元素的过程。就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,浓硫酸有脱水性且脱水性很强,脱水时按水的组成比脱去。
物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化,反应时,浓硫酸按水分子中氢氧原数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水,如五水硫酸铜(CuSO4·5H2O)。
以上内容参考 百度百科-硫酸
硫酸的物理性质如下:
1、纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 立方米每克,沸点337摄氏度,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290摄氏度时开始释放出三氧化硫,最终变成为百分之98.54的水溶液,在317摄氏度时沸腾而成为共沸混合物。
2、硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂。
3、纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性。
浓度的差异:
尽管可以制出浓纯净的硫酸,并且室温下是无限稳定的(所谓的分解成恒沸物的反应发生在接近沸点的高温之下),但是纯硫酸凝固点过高(283.4K),所以为了方便运输通常制成98%硫酸,故一般所说的“高浓度硫酸”指的便是浓度为98%的硫酸。
(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。
硫酸的物理性质:
1、纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84 立方米每克,沸点337摄氏度,能与水以任意比例互溶,同时放出大量的热,使水沸腾。加热到290摄氏度时开始释放出三氧化硫,最终变成为百分之98.54的水溶液,在317摄氏度时沸腾而成为共沸混合物;
2、硫酸的沸点及粘度较高,是因为其分子内部的氢键较强的缘故。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂;
3、纯硫酸是一种极性非常大的液体,其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方,造成它极高的导电性。
扩展资料:
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和绝大多数金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。
其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。
颜色状态等 无色有酸味的液体 无色黏稠,油状液体 无色液体
个性对比 有挥发性,在空气里会生成 白雾,有刺激性气味 不挥发,有吸水性(可做干 燥剂),有脱水性(化学性质,使有机物炭化) 有挥发性,在空气里会生成白雾,有刺激性气味
腐蚀性 有腐蚀性 强腐蚀性 强腐蚀性
纯硫酸是一种无色无味油状液体。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。98.3%时,熔点:-90.8℃;沸点:338℃。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。
腐蚀性
硫酸具有很强的腐蚀性,若实验是不小心溅到皮肤上,应先用布擦干,后用小苏打溶液冲洗,再用大量水冲洗,严重的应立即送往医院。
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吸水性是浓硫酸的物理性质。 浓硫酸只能干燥酸性和中性气体。 ⑶浓硫酸不仅能吸收一般的气态水(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。
[编辑本段](二)特性
除了酸固有的化学性质外,浓硫酸还具有自己特殊的性质,与稀硫酸有很大差别,主要原因是浓硫酸溶液中存在大量未电离的硫酸分子(H2SO4),这些硫酸分子使浓硫酸有很强的性质。
1.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),并会产生二氧化硫。 浓硫酸 如C + 2H2SO4(浓) ==== (加热)CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O 利用脱水性,能够催化一些有机反应。 CH3COOH + H-O-C2H5 ==== 加热、浓H2SO4) CH3COOC2H5 + H2O 硫酸催化制取乙酸乙酯2.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。主要原因是硫酸分子与这些金属原子化合,生成致密的氧化物薄膜,防止氢离子或硫酸分子继续与金属反应,如铁一般认为生成Fe3O4 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 Zn+2H2SO4(浓)==△==ZnSO4 +SO2↑+2H2O 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
3.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。
4.酸性
制化肥,如氮肥、磷肥等。 2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4 Ca3(PO3)2+2H2SO4==2CaSO4+Ca(H2PO4)
5.稳定性
浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑
6.吸水性
常做干燥剂 附言:浓硫酸的稀释 浓硫酸常做为洗气装置,浓硫酸熟知的除了能够吸收空气中的水外,还可以干燥中性和酸性气体 例如中性气体:CO、氢气、氧气、氮气和所有的稀有气体 酸性气体:HCI气体、二氧化碳、二氧化硫 浓硫酸不能用作碱性气体(例如 氨气)的洗气装置,因为浓硫酸与氨气反应。浓硫酸还不可干燥溴化氢、碘化氢,硫化氢等气体。
7.对于金属置换而言
对于金属置换而言,氢后金属不能与酸反应,但浓硫酸能够使一些金属反应,例如: Cu+2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2↑+2H2O
[编辑本段]浓硫酸和稀硫酸
硫酸的浓稀概念有一个大概的标准:最高的发烟硫酸密度为1.96含游离的SO3 40%,含SO3总量达89%。一般来说密度为1.84的硫酸叫浓硫酸(注:我认为一般浓度70%以上的叫浓硫酸)其中含SO3的总量达到82%,含游离SO3 4%,它的浓度为18 mol/L,中等浓度的是指密度在1.5到1.8左右,它们的浓度分别是在9.2mol/L到16mol/L。那么稀硫酸是指密度在1.5以下,浓度在9.2mol/L以下。
浓硫酸和稀硫酸鉴别方法:
1.称重法:浓硫酸比稀硫酸密度大(98%的浓硫酸密度为1.84g/mL),故在相同的体积下,重的是浓硫酸。 2.粘度法:浓硫酸是粘稠的液体,而稀硫酸则接近于水的粘度,所以将试剂瓶拿起摇动几下,就可看出哪个是浓硫酸,液体较满时可取少许于试管中振荡。 3.沸点法:硫酸是高沸点的酸,98%的浓硫酸沸点为338℃,故可取少许于试管中加热,先沸腾且有大量水蒸气产生的为稀硫酸。难以沸腾的是浓硫酸。 4.稀释法:浓硫酸溶解于水放出大量的热,故可在小烧杯中加10mL水,沿烧杯壁慢慢加酸(切不可将水加到酸中),溶解时放出大量热的是浓硫酸。 5.铁铝法:分别取少许于试管中,加入铁丝或铝片,无现象的是浓硫酸,有气泡出现的是稀硫酸。因为浓硫酸在常温时可使铁、铝等金属表面快速氧化生成一种致密的氧化膜而发生“钝化”。 6.铜碳法:分别取两支试管,加入铜片或木炭后,再分别加入酸,然后加热,能够产生刺激性气体的是浓硫酸。 7.胆矾法:分别取两支试管,加入胆矾少许,再分别加入酸,晶体溶解溶液变蓝色的是稀硫酸,晶体表面变白色的是浓硫酸。 8.纤维素法:分别用玻璃棒蘸取两种酸在纸或木材或棉布上画痕,一段时间后,表面脱水炭化的是浓硫酸。 9.蔗糖法:在小烧杯中加入约10g蔗糖,滴入1mL水后,再加入酸,能使蔗糖脱水炭化产生“黑面包”的是浓硫酸。 10.露置法:浓硫酸具有吸水性,露置一段时间后,质量增加的是浓硫酸。 11.食盐(亚硝酸钠)法:在试管中加入少许工业用盐,然后分别加入酸,产生刺激性气体的是浓硫酸,工业盐溶解无刺激性气体产生的是稀硫酸。 12.电导法:取两个碳棒作电极,插入酸中,电路中串联上小灯泡,用两节干电池构成闭合回路,小灯泡发光且较亮的是稀硫酸,因为浓硫酸中水较少,绝大部分硫酸分子没有电离,故自由移动的离子很少,导电性较差。
浓硫酸稀释
硫酸稀释方法浓硫酸溶于水后能放出大量的热,因此浓硫酸稀释时,常将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中(烧瓶用玻璃棒引流),并不断搅拌,使稀释产生的热量及时散出。(由图为操作方式) 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”。
[编辑本段]硫酸的危害
健康危害: 对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。蒸气或雾可引起结膜炎、结膜水肿、角膜混浊,以致失明;引起呼吸道刺激,重者发生呼吸困难和肺水肿;高浓度引起喉痉挛或声门水肿而窒息死亡。口服后引起消化道烧伤以致溃疡形成;严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、肾损害、休克等。皮肤灼伤轻者出现红斑、重者形成溃疡,愈后癍痕收缩影响功能。溅入眼内可造成灼伤,甚至角膜穿孔、全眼炎以至失明。慢性影响:牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。 环境危害: 对环境有危害,对水体和土壤可造成污染。 燃爆危险: 本品助燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
[编辑本段]硫酸的特性及安全使用
(一)理化性状和用途 无色油状腐蚀性液体,有强烈的吸湿性。密度:1.8,熔点10.4℃,沸点: 280℃。用于制造硫酸铵、磷酸、硫酸铝合成药物、合成染料、合成洗涤剂合金属酸洗剂。 (二)毒性 属中等毒类。对皮肤粘膜具有很强的腐蚀性。 最高容许浓度:2 mg/m3 (三)短期过量暴露的影响 吸入:吸入高浓度的硫酸酸雾能上呼吸道刺激症状,严重者发生喉头水肿、支气管炎甚至肺水肿。 眼睛接触:溅入硫酸后引起结膜炎及水肿,角膜浑浊以至穿孔。 皮肤接触:局部刺痛,皮肤由潮红转为暗褐色。 口服:误服硫酸后,口腔、咽部、胸部和腹部立即有剧烈的灼热痛,唇、口腔、咽部均见灼伤以致形成溃疡,呕吐物及腹泻物呈黑色血性,胃肠道穿孔。口服浓硫酸致死量约为5毫升。 (四)长期暴露的影响 长期接触硫酸雾者,可有鼻粘膜萎缩伴有嗅觉减退或消失、慢性支气管炎和牙齿酸蚀等症状。 (五)火灾和爆炸 本品虽不燃,但很多反应却会起火或爆炸,如与金属会产生可燃性气体,与水混合会大量放热。着火时立刻用干粉、泡沫灭火等方法。 (六)化学反应性 本品为强氧化剂,与可燃性、还原性物质激烈反应。 (七)人身防护 吸入:硫酸雾浓度超过暴露限值,应佩戴防酸型防毒口罩。 眼睛:带化学防溅眼镜。 皮肤:戴橡胶手套,穿防酸工作服和胶鞋。工作场所应设安全淋浴和眼睛冲洗器具。 (八)急救 吸入: 将患者移离现场至空气新鲜处,有呼吸道刺激症状者应吸氧。 眼睛:张开眼睑用大量清水或2%碳酸氢钠溶液彻底冲洗。 皮肤:用抹布轻擦后再用大量清水冲洗20分钟以上。 口服:立即用氧化镁悬浮液、牛奶、豆浆等内服。 注:所有患者应请医生或及时送医疗机构治疗。 (九)储藏和运输 与可燃性和还原性及强碱物质分开。 包装号为5(甲)、8(甲)(十)。 (十)安全和处理 注意对硫酸雾的控制,加强通风排气。车间内要有方便的冲洗器具。 注:在稀释酸时决不可将水注入酸中,只能将酸注入水中。 【对环境的影响】 一、健康危害 侵入途径:吸入、食入。 健康危害:对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用。对眼睛可引起结膜炎、水肿、角膜混浊,以致失明;引起呼吸道刺激症状,重者发生呼吸困难和肺水肿;高浓度引起喉痉挛或声门水肿而死亡。口服后引起消化道的烧伤以至溃疡形成。严重者可能有胃穿孔、腹膜炎、喉痉挛和声门水肿、肾损害、休克等。慢性影响有牙齿酸蚀症、慢性支气管炎、肺气肿和肺硬化。 二、毒理学资料及环境行为 毒性:属中等毒性。 急性毒性:LD5080mg/kg(大鼠经口);LC50510mg/m3,2小时(大鼠吸入);320mg/m3,2小时(小鼠吸入) 危险特性:与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。遇水大量放热,可发生沸溅。具有强腐蚀性。 燃烧(分解)产物:氧化硫。