硫酸的化学性质是什么?
硫酸是一种无机化合物,化学式是H2SO4,硫的最重要的含氧酸。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。
性质:
1,可与多数金属(比铜活泼)和绝大多数金属氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水。
2,可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸。
3,可与碱反应生成相应的硫酸盐和水。
4,可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气。
5,加热条件下可催化蛋白质,二糖和多糖的水解。
6,能与指示剂作用,使紫色石蕊试液变红,使无色酚酞试液不变色。
以上内容参考:百度百科——硫酸
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
硫酸的性质是: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。
用途:
用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门,特别是有色金属的生产过程需要使用硫酸。例如用电解法精炼铜、锌、镉、镍时,电解液就需要使用硫酸,某些贵金属的精炼,也需要硫酸来溶解去夹杂的其他金属。
在钢铁工业中进行冷轧、冷拔及冲压加工之前,都必须用硫酸清除钢铁表面的氧化铁。在轧制薄板、冷拔无缝钢管和其他质量要求较高的钢材,都必须每轧一次用硫酸洗涤一次。另外,有缝钢管、薄铁皮、铁丝等在进行镀锌之前,都要经过用硫酸进行酸洗。
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
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.吸水性
就硫酸而言,吸水性有很多用处,比如很多的气体都可以用浓硫酸来干燥.它是良好的干燥剂.
这个与脱水性有很大的不同:脱水性一般反应前没有水,而是H、O元素以个数比2:1的形式形成水,从有机物中出来.
而吸水性则是反应前就有水,只是在此过程中硫酸做了一个干燥剂的作用.如:
CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,这个反应,就是体现硫酸的吸水性,而不是脱水性,因为反应前有水.
还有在实验室制取乙烯的过程中,体现浓硫酸的吸水性,促使反应向正反应方向进行.在一些硫酸作催化剂的反应中,尤其是是浓硫酸,一般都体现硫酸的吸水性.
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物理变化的过程,吸水性是浓硫酸的物理性质.
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.
4.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.
◎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↑
◆稀硫酸
化学性质
◎可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水; 分子立体图
◎可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸;
◎可与碱反应生成相应的硫酸盐和水;
◎可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气;
◎加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解.
◎强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO4 2-
(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。
物理性质:常温下无色无味透明液体,密度比水大
化学性质:1.与指示剂反应2.与碱反应3.与碱性氧化物反应4.与活泼金属反应5.与盐反应(统称酸的通性)
浓硫酸:
物理性质: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。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。”
吸水性
化学性质:1.酸的通性2.脱水性3.强氧化性4.难挥发性