浓硫酸的物理性质

浓硫酸的物理性质：

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（硫酸分子亦可以进行自偶电离），这些硫酸分子使浓硫酸有很强的性质。

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983%，其密度为184g·cm-3，其物质的量浓度为184mol·L-1。983%时，熔点：10℃；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”。

硫酸发现于公元8世纪。阿拉伯炼丹家贾比尔通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸。一些早期对化学有研究的人，如拉齐、贾比尔等，还写了有关硫酸及与其相关的矿物质的分类名单；其他一些人，如伊本·西那医师，则较为重视硫酸的种类以及它们在医学上的价值。

扩展资料：

硫酸的风险及急救措施：

1、工业风险

虽然硫酸并不是易燃，但当与金属发生反应后会释出易燃的氢气，有机会导致爆炸，而作为强氧化剂的浓硫酸与金属进行氧化还原反应时会释出有毒的二氧化硫，威胁工作人员的健康。 

另外，长时间暴露在带有硫酸成分的浮质中（特别是高浓度），会使呼吸管道受到严重的刺激，更可导致肺水肿。但风险会因暴露时间的缩短而减少。在美国，硫酸的最多可接触分量(PEL)被定为 1 mg/m³，此数字在其他国家相若。误服硫酸有机会导致维生素B12缺乏症，其中，脊椎是最易受影响的部位。

2、急救措施

硫酸与皮肤接触需要用大量水冲洗，再涂上3%～5%碳酸氢钠溶液冲，迅速就医。溅入眼睛后应立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。迅速就医。

吸入蒸气后应迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。迅速就医。误服后应用水漱口，给饮牛奶或蛋清，迅速就医。

——浓硫酸

◆浓硫酸

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-

物理性质

硫酸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,这样含有SO3的硫酸称为"发烟硫酸"。

100%的硫酸熔沸点：

熔点10℃

沸点290℃

但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为983%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液的） 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到983%的浓度。

983%硫酸的熔沸点：

熔点：10℃；

沸点：338℃

盐酸

主要成分：HCl 含量: 工业级 36％。

外观与性状： 无色或微**易挥发性液体，有刺鼻的气味。

pH：<7 （呈酸性）

熔点(℃)： -1148(纯HCl)

沸点(℃)： 1086(20%恒沸溶液)

相对密度(水=1)： 120

相对蒸气密度(空气=1)： 126

饱和蒸气压(kPa)： 3066(21℃)

溶解性： 与水混溶，溶于碱液。

其酸能与酸碱指试剂反应，紫色石蕊试剂与盐酸变红色，无色酚酞不变色。

强酸性，和碱反应生成氯化物和水

HCl + NaOH = NaCl + H2O

能与大部分碳酸盐反应，生成二氧化碳，水

K2CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2↑ + H2O

能与活泼金属单质反应,生成氢气

Fe+ 2HCl =FeCl2+ H2↑

能与金属氧化物反应,生成盐和水

MgO+2HCl=MgCl2+H2O

实验室常用盐酸于制取二氧化碳的方法

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（不用Na2CO3因为反应速率过快）

能用来制取弱酸

CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl

另外，盐酸能与硝酸银反应，生成不溶于稀硝酸的氯化银，氯化银不能溶于水。

HCl+AgNO3===HNO3+AgCl↓

电离方程式为：HCl===H++Cl-

其他方程式（离子方程式）

Cl2 + H2O == Cl- + H+ + HClO

Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O

Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O

Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2

Cl2 + H2SO3 + H2O == 2Cl- + SO42- + 4H+

Cl2 + H2S == 2Cl- + 2H+ + S↓

Cl2 + 2Fe2+ == 2Fe3+ + 2Cl-（向FeBr2溶液中通入少量Cl2）

3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- == 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-（足量Cl2）

2Cl2 + 2Fe2+ + 2Br- == 2Fe3+ + Br2 + 4Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 1 ：1时）

8Cl2 + 6Fe2+ + 10Br-== 6Fe3+ + 5Br2 + 16Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 3 ：4时）

Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2

Cl2 + 2I- == I2 + 2Cl-（向FeI2溶液中通入少量Cl2）

3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-== 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl- （足量Cl2）

4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- == 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- （当n(FeI2)/n(Cl2)= 3 ：4时）

2Cl- + 4H+ + MnO2== Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O

Cl- + Ag+ == AgCl↓

ClO- + H+ == HClO(有漂白性）

2HCIO==（光照）2HCI+O2↑

ClO- + SO2 +H2O == 2H+ + Cl- + SO42-

ClO- + H2O HClO + OH-

3ClO- === 2Cl- + ClO3- (加热时的ClO-的歧化反应

硫黄或黄铁矿在空气中燃烧或焙烧，以得到二氧化硫气体。将二氧化硫氧化为三氧化硫是生产硫酸的关键，其反应为：

2SO2+O2→2SO3

这个反应在室温和没有催化剂存在时，实际上不能进行。根据二氧化硫转化成三氧化硫途径的不同，制造硫酸的方法可分为接触法和硝化法。接触法是用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒V2O5作催化剂，将二氧化硫转化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作递氧剂，把二氧化硫氧化成三氧化硫：

SO2+N2O3+H2O→H2SO4+2NO

根据所采用设备的不同，硝化法又分为铅室法和塔式法，现在铅室法已被淘汰；塔式法生产的硫酸浓度只有76％；而接触法可以生产浓度98％以上的硫酸；采用最多。

接触法生产工艺：接触法的基本原理是应用固体催化剂，以空气中的氧直接氧化二氧化硫。其生产过程通常分为二氧化硫的制备、二氧化硫的转化和三氧化硫的吸收三部分。

二氧化硫的制备和净化：

以硫铁矿等其他原料制成的原料气，含有矿尘、氧化砷、二氧化硒、氟化氢、氯化氢等杂质，需经过净化，使原料气质量符合转化的要求。为此，经回收余热的原料气，先通过干式净化设备（旋风除尘器、静电除尘器）除去绝大部分矿尘，然后再由湿法净化系统进行净化。

经过净化的原料气，被水蒸气所饱和，通过喷淋93％硫酸的填料干燥塔，将其中水分含量降至01g/m3以下。

二氧化硫的转化：二氧化硫于转化器中，在钒催化剂存在下进行催化氧化：

SO2+（1/2）O2 SO3 ΔH=-990kJ

钒催化剂是典型的液相负载型催化剂，它以五氧化二钒为主要活性组分，碱金属氧化物为助催化剂，硅藻土为催化剂载体，有时还加入某些金属或非金属氧化物，以满足强度和活性的特殊需要。通常制成直径4～6mm、长5～15mm柱状颗粒。近年来，丹麦、美国和中国相继开发了球状、环状催化剂，以降低催化床阻力，减少能耗。

钒催化剂须在某一温度以上才能有效地发挥催化作用，此温度称为起燃温度，通常略高于400℃。近年来，研制成功的低温活性型钒催化剂，其起燃温度降低到370℃左右，因而提高了二氧化硫转化率。转化器进口的原料气温度保持在钒催化剂的起燃温度之上，通常为410～440℃。

由于原料气经过湿法净化系统后降温至40℃左右，所以必须通过换热器，以转化反应后的热气体间接加热至反应所需温度，再进入转化器。二氧化硫经氧化反应放出的热量，使催化剂层温度升高，二氧化硫平衡转化率随之降低，如温度超过650℃，将使催化剂损坏。为此，将转化器分成3～5层，层间进行间接或直接冷却，使每一催化剂层保持适宜反应温度，以同时获得较高的转化率和较快的反应速度。

现代硫酸生产用的两次转化工艺，是使经过两层或三层催化剂的气体，先进入中间吸收塔，吸收掉生成的三氧化硫，余气再次加热后，通过后面的催化剂层，进行第二次转化，然后进入最终吸收塔再次吸收。由于中间吸收移除了反应生成物，提高了第二次转化的转化率，故其总转化率可达995％以上，部分老厂仍采用传统的一次转化工艺，即气体一次通过全部催化剂层，其总转化率最高仅为98％左右。

三氧化硫的吸收：转化工序生成的三氧化硫经冷却后在填料吸收塔中被吸收。吸收反应虽然是三氧化硫与水的结合，即：

SO3+H2O→H2SO4 ΔH=-1325kJ

但不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾。工业上采用983％硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸浓度因吸收三氧化硫而升高，须向983％硫酸吸收塔循环槽中加水并在干燥塔与吸收塔间相互串酸，以保持各塔酸浓度恒定。成品酸由各塔循环系统引出。

吸收塔和干燥塔顶设有金属丝网除沫器或玻璃纤维除雾器，以除去气流中夹带的硫酸雾沫，保护设备，防止环境污染。两次转化工艺的最终吸收塔出口尾气中的二氧化硫浓度小于500×10-6，尾气可直接排入大气；而一次转化工艺的吸收塔尾气中的二氧化硫浓度高达2000×10-6～3000×10-6，故须设置尾气处理工序，以使排气符合环境保护法规。氨水吸收法是应用最广的尾气处理方法。

参考资料：

http://resourcesmjynet/staticres/2004/gzpd/jxzy/04-05shang/hx/3/13/renjiao/1/kzzl4htm