浓硫酸

百科名片

化学定义

　　浓硫酸是指浓度（这里的浓度是指硫酸溶液里硫酸的质量百分比）大于等于70%的硫酸溶液。 　　浓硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。俗称坏水。 　　硫酸与硝酸，盐酸，氢碘酸，氢溴酸，高氯酸并称为化学六大无机强酸。

（一）物理性质

　　浓盐酸 浓硝酸和浓硫酸的对比 　　

	浓盐酸	浓硫酸	浓硝酸
颜色状态等	无色有刺激性气味的液体	无色黏稠，油状液体	无色液体，如长时间放置会变黄
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：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。

腐蚀性

　　硫酸具有很强的腐蚀性，若实验时是不小心溅到皮肤上，应先用布擦干，后用小苏打溶液冲洗，不能直接用大量清水冲洗，会扩大腐蚀范围。严重的应立即送往医院。若实验时滴落在桌面上，则先用布擦干，再用水进行冲洗。

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。 　　(1)就硫酸而言，吸水性是浓硫酸的性质，而不是稀硫酸的性质。 　　(2)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。

（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

　　(1)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。 　　 (2)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。 　　(3)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。 　　如：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 　　

2.强氧化性

　　(1)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。 　　(2)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 　　NH3+H2SO4==NH4HSO4 　　Ca3(PO4)2+2H2SO4==2CaSO4+Ca(H2PO4)2

5.稳定性

　　浓硫酸与亚硫酸盐反应 　　Na2SO3+2H2SO4==2NaHSO4+H2O+SO2↑　 　　Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+SO2↑（加热）

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，硫化氢等还原性气体。 　　注：浓硫酸吸收某些结晶水合物（如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O）中的水。此项应特别注意，考生应注意，CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O是化学变化，表现吸水性，而不是脱水性。

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）=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O

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．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

　　浓硫酸密度比水大得多，直接加入水会使水浮在硫酸表面，大量放热而使酸液沸腾，造成事故。 　　 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”。注酸入水 　　稀释好的硫酸应冷却至室温后存放入试剂瓶中。

浓硫酸与浓硝酸的混合

　　与浓硫酸加水稀释类似，注硫入硝。

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。 　　工业制法　硫酸的原料有硫黄、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、硫化氢、二氧化硫和废硫酸等。硫黄、硫铁矿和冶炼烟气是三种主要原料。

1.制取二氧化硫

　　燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫 　　S+O2═点燃═SO2 　　4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3

2.接触氧化为三氧化硫

　　2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）

3.用98.3%硫酸吸收

　　SO3+H2SO4═H2SO4 · x SO3(硫酸分子结合若干个三氧化硫分子，形成发烟硫酸) 　　SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）

4.加水

　　H2SO4·x SO3+xH2O═(x+1)H2SO4 　　H2S2O7+H2O═2H2SO4

提纯工艺

　　可将工业浓硫酸进行蒸馏，便可得到浓度95％－98％的商品浓硫酸． 　　其他方法 　　磷酸反应后，利用磷石膏，工业循环利用，使用二水法制硫酸。

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：1.8g/cm3，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：用大量清水冲洗20分钟以上(用布擦会扩大烧伤面积)。 　　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。