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。” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫则会产生"发烟"现象这样超过98.3%的硫酸称为"发烟硫酸"
熔沸点
98.3%时
熔点:-90.8℃;
沸点:338℃
化学性质
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。
浓硫酸的腐蚀性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(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) ==== 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
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。
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
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。
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
物理性质
无色透明液体。熔点较低。
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;
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。
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浓硫酸与稀硫酸化学性质差别表现在:
1.实验室用的一般是百分之98的浓硫酸,大部分硫酸是以分子形式存在,硫酸中+6价的硫表现出强氧化性,与金属反应都能把它们氧化成最高价。铁,铝等这些金属遇到浓硝酸,浓硫酸,会在表面形成致密的氧化膜,阻止内部的金属被腐蚀,故常温下可以用铁,铝来盛装浓硝酸,浓硫酸。
在浓硫酸中,H2SO4主要以分子状态存在,并不电离.
发生化学反应的时候,为高价硫表现氧化性.
所以,浓硫酸不能置换氢气,在与金属反映的时候,高价硫将被还原为4价硫,变成SO2气体.
2.稀硫酸中主要是H+表现弱氧化性,即使有氧化膜,氧化膜也会溶解,不能用活泼金属容器来装稀硫酸。
稀硫酸是水占大部分,硫酸占小部分,故浓度低.表现为H2SO4电离:
H2SO4==H+ + HSO4-
HSO4- ==H+ +SO4 2-
因为H+带有正电荷,表现氧化性.
常见的置换氢气反应就是使用稀硫酸与金属反应.
此外,稀硫酸的电离是稀硫酸表现伟酸性(H+),为一种常见的强酸.
3.此外,浓硫酸具有脱水性
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。
除了离子型的反应外,化学反应基本上都可以划为氧化还原反应。
这就需要了解物质的氧化还原性。
问题中的硫酸,引起浓度不同,表现为化学性质的极大不同。
稀硫酸是水占大部分,硫酸占小部分,故浓度低。表现为H2SO4电离:
H2SO4==H+ + HSO4-
HSO4- ==H+ +SO4 2-
因为H+带有正电荷,表现氧化性。
常见的置换氢气反应就是使用稀硫酸与金属反应。
此外,稀硫酸的电离是稀硫酸表现伟酸性(H+),为一种常见的强酸。
在浓硫酸中,H2SO4主要以分子状态存在,并不电离。
发生化学反应的时候,为高价硫表现氧化性。
所以,浓硫酸不能置换氢气,在与金属反映的时候,高价硫将被还原为4价硫,变成SO2气体。
浓硫酸的这种性质在有机化学中有极其重要的应用,而稀硫酸在无机化学中的应用要比浓硫酸多。
浓度的不同,可谓各有千秋。
这个很简单,在稀硫酸中,由于浓度低,硫酸在水中完全电离成氢离子和硫酸根,而浓硫酸浓度大,只有很少硫酸电离,大部分是以分子形式存在的,所以化学性质不同,硫是最高价,有很强氧化性,硝酸与硫酸差不多,但稀硝酸也有强氧化性,但盐酸不同,因为盐酸挥发强,浓度不能很大,就算浓盐酸电离很多,有一定还原行
稀硫酸是水占大部分,硫酸占小部分,故浓度低.表现为H2SO4电离:
H2SO4==H+ + HSO4-
HSO4- ==H+ +SO4 2-
因为H+带有正电荷,表现氧化性.
常见的置换氢气反应就是使用稀硫酸与金属反应,
此外,稀硫酸的电离是稀硫酸表现伟酸性(H+),为一种常见的强酸.
在浓硫酸中,H2SO4主要以分子状态存在,并不电离,发生化学反应的时候,为高价硫表现氧化性.所以,浓硫酸不能置换氢气,在与金属反映的时候,高价硫将被还原为4价硫,变成SO2气体.
浓硫酸的这种性质在有机化学中有极其重要的应用,而稀硫酸在无机化学中的应用要比浓硫酸多.