硫酸物理性质是什么?硫酸应用领域有哪些?硫酸特性是......
2、硫酸强氧化性
(1)硫酸与金属反应
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,本身一般被还原成二氧化硫。
Cu+2HSO(浓)====CuSO+SO↑+2HO
2Fe+6HSO(浓)====Fe(SO)+3SO↑+6HO
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
(2)硫酸与非金属反应
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,本身被还原为二氧化硫。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
C+2HSO(浓)==CO↑+2SO↑+2HO
S+HSO(浓)====3SO↑+2HO
2P+5HSO(浓)====2HPO+5SO↑+2HO
(3)硫酸与其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。
HS+HSO(浓)==S↓+SO↑+2HO
2HBr+HSO(浓)==Br↑+SO↑+2HO
2HI+HSO(浓)==I↓+SO↑+2HO
硫酸成分
稀硫酸特性
硫酸可与多数金属(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;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;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。
硫酸检验
所需药品:经过盐酸酸化的氯化钡溶液,镁粉。
检验方法:使用经过盐酸(HCl)酸化的的氯化钡(BaCl)。向待测物溶液滴入几滴经过盐酸酸化的氯化钡溶液,震荡,如果产生白色沉淀;
向溶液中加入镁粉后生成可燃性气体,则待测溶液中含有硫酸。但此方法仅限中学阶段。
硫酸常见误区
稀硫酸在中学阶段,一般当成HSO=2H+SO,两次完全电离,其实不是这样的。根据硫酸酸度系数pK=-3.00,pK=1.99,其二级电离不够充分,在稀硫酸中HSO=可逆=H+SO并未完全电离。
1mol/L的硫酸一级电离完全,二级电离约电离10%,也就是溶液中仍存在大量的HSO。而即使是NaHSO溶液0.1mol/L时,硫酸氢根也只电离了约30%。
硫酸制备方法
硫酸实验室制法
可以用FeSO4·7H2O加强热,用加冰水混合物的U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4。关键在于尾气吸收。可将二氧化硫气体通入双氧水制取硫酸,此法占率较低。
另一种少为人知的方法是,先把12.6摩尔浓度的盐酸加入五氧化二硫(S2O5),接着把所产生的气体打入硝酸,这会释出棕色/红色的气体,当再无气体产生时就代表反应完成。
蓄电池用硫酸
硫酸工业制法
硫酸方法一
生产硫酸的原料有硫黄、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。制取二氧化硫(沸腾炉)
燃烧硫或高温处理黄铁矿,4FeS2+11O2===8SO2+2Fe2O3接触氧化为三氧化硫(接触室)2SO2+O2====2SO3(可逆反应)用98.3%硫酸吸收(吸收塔)SO3+H2SO4==H2S2O7(焦硫酸)
加水,H2S2O7+H2O==2H2SO4提纯,可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%~98%的商品硫酸。二水法磷酸反应后,利用磷石膏,工业循环利用,使用二水法制硫酸。
硫酸方法二
制取二氧化硫(沸腾炉)4FeS2+11O2==8SO2+2Fe2O3将二氧化硫溶于水变成亚硫酸。亚硫酸氧化得硫酸。
硫酸制备工艺
氨酸法增浓低浓度二氧化硫气体生产硫酸方法,采用就地再生的硫酸作为催化剂的一体化工艺,草酸生产中含硫酸废液的回收利用。
从芳族化合物混酸硝化得到废硫酸的纯化与浓缩工艺,从氧化钛生产过程中排出的废硫酸溶液的再生方法,从稀硫酸中分离有机磷化合物和其它杂质的方法。
从制备2-羟基-4-甲巯基丁酸(MHA)工艺的含硫副产物中回收硫酸的方法,催化氧化回收含有机物废硫酸的方法,电瓶用硫酸生产装置。
二氧化硫源向硫酸的液相转化方法,沸腾炉焙烧硫磺制备硫酸的方法,沸腾炉掺烧硫磺生产装置中稀酸的回收利用,高浓二氧化硫气三转三吸硫酸生产方法。
高温浓硫酸液下泵耐磨轴套,高效阳极保护管壳式浓硫酸冷却器,节能精炼硫酸炉装置,精苯再生酸焚烧制取硫酸的方法,利用废硫酸再生液的方法和装置。
利用含硫化氢的酸性气体与硫磺联合制取高浓度硫酸,利用含硫化氢的酸性气体制取高浓度硫酸。
消防清理硫酸
硫酸应用领域
硫酸工业用途:冶金及石油工业
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。在某些金属机械加工过程中,例如镀镍、镀铬等金属制件。
也需用硫酸来洗净表面的锈。在黑色冶金企业部门里,需要酸洗的钢材一般约占钢总产量的5%~6%,而每吨钢材的酸洗,约消费98%的硫酸30~50kg。
用于石油工业汽油、润滑油等石油产品的生产过程中,都需要浓硫酸精炼,以除去其中的含硫化合物和不饱和碳氢化合物。
每吨原油精炼需要硫酸约24kg,每吨柴油精炼需要硫酸约31kg。石油工业所使用的活性白土的制备,也消耗不少硫酸。
在浓缩硝酸中,以浓硫酸为脱水剂;氯碱工业中,以浓硫酸来干燥氯气、氯化氢气等;无机盐工业中,如冰晶石、硼砂、磷酸三钠、磷酸氢二钠、硫酸铅
(、硫酸锌、硫酸铜、硫酸亚铁以及其他硫酸盐的制备都要用硫酸。许多无机酸如磷酸、硼酸、铬酸(有时也指CrO3)、氢氟酸、氯磺酸;有机酸如草酸、醋酸等的制备,也常需要硫酸作原料。
此外炼焦化学工业(用硫酸来同焦炉气中的氨起作用副产硫酸铵)、电镀业、制革业、颜料工业、橡胶工业、造纸工业、油漆工业(有机溶剂的制备)、工业炸药和铅蓄电池制造业等等,都消耗相当数量的硫酸。
可用作硬水的软化剂、离子交换再生剂、pH值调节剂、氧化剂和洗涤剂等。还可用于化肥、农药、染料、颜料、塑料、化纤、炸药以及各种硫酸盐的制造。
在石油的炼制、有色金属的冶炼、钢铁的酸洗处理、制革过程以及炼焦业、轻纺业、国防军工都有广泛的应用。强酸性清洗腐蚀剂。在集成电路制造工艺中主要用于硅片清洗。
硫酸危害
硫酸解决人民衣食住行
用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝,它需要使用硫酸、硫酸锌、硫酸钠的混合液作为粘胶抽丝的凝固浴。每生产1t粘胶纤维,需要消耗硫酸1.2~1.5t,每生产1t维尼龙短纤维。
就要消耗98%硫酸230kg,每生产1t卡普纶单体,需要用1.6t20%发烟硫酸。此外,在尼龙、醋酸纤维、聚丙烯腈纤维等化学纤维生产中,也使用相当数量的硫酸。
用于化学纤维以外的高分子化合物生产塑料等高分子化合物,在国民经济中越来越占有重要的地位。每生产1t环氧树脂,需用硫酸2.68t,号称“塑料王”的聚四氟乙烯,每生产1t,需用硫酸1.32t;
有机硅树胶、硅油、丁苯橡胶及丁腈橡胶等的生产,也都要使用硫酸。用于染料工业几乎没有一种染料(或其中间体)的制备不需使用硫酸。偶氮染料中间体的制备需要进行磺化反应。
苯胺染料中间体的制备需要进行硝化反应,两者都需使用大量浓硫酸或发烟硫酸。所以有些染料厂就设有硫酸车间,以配合需要。
用于日用品的生产生产合成洗涤剂需要用发烟硫酸和浓硫酸。塑料的增塑剂(如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯)、赛璐珞制品所需的原料硝化棉,都需要硫酸来制备。
玻璃纸、羊皮纸的制造,也需要使用硫酸。此外,纺织印染工业、搪瓷工业、小五金工业、肥皂工业、人造香料工业等生产部门,也都需要使用硫酸。
用于制药工业磺胺药物的制备过程中的磺化反应,强力杀菌剂呋喃西林的制备过程中的硝化反应,都需用硫酸。此外,许多抗生素的制备。
常用药物如阿斯匹林、咖啡因、维生素B2、维生素B12及维生素C、某些激素、异烟肼、汞溴红、糖精等的制备,无不需用硫酸。
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