纯H2SO4有什么性质?(包括物理和化学)
(一)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。”
(二)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。
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)。
浓硫酸
如C12H22O11————>12C
+
11H2O
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
△
Cu
+
2H2SO4(浓)
===
CuSO4
+
SO2↑+
2H2O
△
2Fe
+
6H2SO4(浓)
===
Fe2(SO4)3
+
3SO2↑
+
6H2O
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
解:
1.500ml化学纯硫酸与等体积的水混合后的总质量为M总=500mlX1.84g/ml+500mlX1g/ml=1420g
所得溶液中硫酸的含量为MH2SO4=500mlX1.84g/mlX98%=901.6g
溶液中硫酸的质量分数=901.6g/1420g=63.49%
63.49%>49%
2. Cu+2H2SO4(浓)=△=CuSO4+SO2↑+2H2O
2mol 1mol
由上述反应式可以看出,参与反应的硫酸中有一半被还原成二氧化硫。
参与反应的硫酸的质量为:50mlX1.84g/mlX98%=90.16g
参与反应的硫酸的物质的量为:90.16g/98gmol-1=0.92mol
还原的硫酸的物质的量为:0.92mol/2=0.46mol
根据楼上说的反应过程中会随着浓硫酸的浓度下降而使得反应停止的话,那么最终还原量应该少于0.46mol
硫酸化学式是:H₂SO₄。
纯净的硫酸为无色油状液体,10.36℃时结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用塔式法和接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。
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。
扩展资料:
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,本身被还原为二氧化硫,在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
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,这个过程被称为质子自迁移。
GR
AR
CP
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,被脱水后生成浓硫酸的腐蚀性了黑色的炭(炭化)。
浓硫酸
如C12H22O11===12C
+
11H2O
(4)黑面包反应
在200mL烧杯中放入20g蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。
可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。
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。
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)
==(加热)==
CuSO4
+
SO2↑+
2H2O
2Fe
+
6H2SO4(浓)
====
Fe2(SO4)3
+
3SO2↑
+
6H2O
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)
==(加热)==
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
NaCl(固)+H2SO4(浓)====NaHSO4+HCl↑
(常温)
2NaCl(固)+H2SO4(浓)====Na2SO4+2HCl↑
(加热)
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。
◎5酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等
2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2
◎6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
解析:SO4表示的是硫酸根离子(原子团),其化合价为-2价。任何酸根离子的化学式不变,但要变成某酸原子,只要在该酸根离子前加上H就成了某酸原子。但是H的化合价为+1价,要使整个化学式的化合价为0,所以必须要有2个H原子,所以纯硫酸的化学式为H2SO4。
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。
纯硫酸一般为无色油状液体,密度1.84g/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。由于硫酸的介电常数较高,因此它是电解质的良好溶剂,而作为非电解质的溶剂则不太理想。硫酸的熔点是10.371℃,加水或加三氧化硫均会使凝固点下降。