有关“硫酸”的总结与归纳

徐同飞

一、硫酸的物理性质

纯硫酸是一种无色、黏稠的油状液体。

H2SO4的质量分数为98.3%的浓硫酸的沸点为338 ℃，密度为1.84 g/cm3。任何浓度硫酸溶液的密度均大于1 g/cm3，且浓度越大，密度越大。硫酸是一种难挥发的强酸，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，在稀释浓硫酸时，应将浓硫酸慢慢地注入水里，并不断搅拌。绝对不能将水倒进浓硫酸里，以免混合时放出的热量使水沸腾，飞溅伤人。

二、硫酸的化学性质

硫酸不仅具有酸性，而且浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性三大特性。

1.硫酸的酸性

硫酸是二元强酸，稀硫酸具有酸的通性，在水溶液中硫酸能全部电离（H2SO42H++SO2-4）。

（1）与指示剂作用：稀硫酸能使酸碱指示剂变色（使石蕊变红色）。

（2）与活泼金属的置换反应：稀硫酸与活泼金属（H前的金属）反应的通式为：活泼金属+H2SO4（稀）→硫酸盐+H2↑。

如：Fe+H2SO4（稀）FeSO4+H2↑

（3）与碱反应：硫酸能与碱发生中和反应。如：H2SO4+Ba（OH）2BaSO4↓+2H2O

（4）与碱性氧化物反应：硫酸能与碱性氧化物反应。如：Na2O+H2SO4Na2SO4+H2O

CuO+H2SO4CuSO4+H2O

（5）与某些盐反应：硫酸能与某些盐（弱酸盐、钡盐、钙盐等）发生复分解反应。如：

Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2↑+H2O

2NaHCO3+H2SO4

Na2SO4+2CO2↑+2H2O

BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl

CaCl2+H2SO4CaSO4↓+2HCl

2.浓硫酸的吸水性

浓硫酸的吸水性是指浓硫酸中的H2SO4分子吸收水分子（H2O），生成H2SO4的水合物。故在实验室常用浓硫酸干燥酸性或中性且常温下不能还原浓硫酸的气体。

3.浓硫酸的脱水性

浓硫酸的脱水性是指浓硫酸将有机物分子中的H、O元素按2∶1的比例以H2O的形式脱去。因此，浓硫酸在一些有机反应中常用作脱水剂。如：C12H22O11（蔗糖）浓硫酸12C+11H2O

CH3CH2OH浓硫酸170℃CH2=CH2↑+H2O

HCOOH浓硫酸CO↑+H2O

4.浓硫酸的强氧化性

浓硫酸的强氧化性是指硫酸分子中+6价的硫容易得到电子的性质。浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。

（1）常温下冷的浓H2SO4能使Fe、Al等金属钝化。

（2）浓H2SO4不但能氧化活泼金属，而且还能氧化一些不活泼金属（如铜、汞、银等）。在加热时，除Pt、Au外，绝大多数金属都能被浓H2SO4氧化。如：

2Fe+6H2SO4（浓）△

Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O

Cu+2H2SO4（浓）

△CuSO4+SO2↑+2H2O

注意：在金属与浓硫酸的反应中，既有还原产物SO2又有硫酸盐生成，所以，浓硫酸既表现氧化性又表现酸性。

（3）加热条件下，浓H2SO4能将一些非金属单质（如C、S、P等）氧化。如：

C+2H2SO4（浓）

△CO2↑+2SO2↑+2H2O

S+2H2SO4（浓）

△3SO2↑+2H2O

注意 在非金屬与浓硫酸的反应中，只有还原产物SO2（无硫酸盐）生成，所以，浓硫酸只表现氧化性。

（4）浓H2SO4能将一些还原性化合物（如H2S、HI、HBr等）氧化。因此，浓H2SO4不能干燥常温下具有还原性的气体（SO2除外）。如：

H2S+H2SO4（浓）△S↓+SO2↑+2H2O

2HI+H2SO4（浓）I2+SO2↑+2H2O

注意：尽管浓硫酸具有氧化性，SO2具有还原性，但浓硫酸与SO2不反应（因硫元素的+6价与+4价之间无中间价，浓硫酸不能将SO2氧化）；所以，可用浓硫酸干燥SO2气体。

三、浓硫酸与稀硫酸的比较（表1）

四、SO2-4的检验

检验SO2-4的原理是根据SO2-4与Ba2+反应生成BaSO4白色沉淀，且BaSO4不溶于强酸。常用的含Ba2+的试剂是BaCl2和Ba（NO3）2溶液，常用的酸化试剂是盐酸。在检验过程中，应排除一些离子（如Ag+、Hg2+2、CO2-3、SiO2-3、SO2-3等）的干扰。其检验方法为：

待测液加足量盐酸

无沉淀加BaCl2或Ba（NO3）2溶液白色沉淀

有沉淀，过滤，取滤液

加BaCl2或Ba（NO3）2溶液

白色沉淀

即可证明待测液中含有SO2-4。

五、硫酸在中学化学中的应用

1.制取气体，如：

（1）制取H2：Zn+H2SO4（稀） ZnSO4+H2↑

（2）制取H2S：

FeS+H2SO4（稀） FeSO4+H2S↑

（3）制取SO2：

Na2SO3+H2SO4（浓）Na2SO4+SO2↑+H2O

或Cu+2H2SO4（浓）△CuSO4+SO2↑+2H2O

（4）制取HCl：

NaCl+H2SO4（浓）微热

NaHSO4+HCl↑

或2NaCl+H2SO4（浓）强热Na2SO4+2HCl↑

（5）制取Cl2：MnO2+2NaCl+2H2SO4（浓）△

Na2SO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O

（6）制取CO：HCOOH浓硫酸△CO↑+H2O

（7）制取C2H4：

CH3CH2OH

浓硫酸170℃CH2=CH2↑+H2O

2.作干燥剂：利用浓硫酸的吸水性，在实验室用浓硫酸干燥酸性或中性且常温下不能被浓硫酸氧化的气体。浓硫酸属于酸性和氧化性干燥剂，不能用于干燥碱性气体（NH3）和常温下具有还原性的气体（如H2S、HI、HBr）。

注意 尽管SO2、CO和H2具有还原性（SO2在常温下即可表现氧化性，CO和H2一般在高温下才能表现氧化性），但常温下浓硫酸不能将它们氧化，所以可以用浓硫酸干燥SO2、CO和H2。

3.作催化剂：硫酸在酯（包括油脂）的水解、糖类的水解等许多有机反应中作催化剂。如：

CH3COOC2H5 +H2O稀硫酸△

CH3COOH+C2H5OH

C12H22O11（蔗糖）+H2O稀硫酸△

C6H12O6（葡萄糖） +C6H12O6（果糖）

4.作催化剂和吸水剂：浓硫酸在许多有水生成的有机可逆反应中，既作催化剂又作吸水剂；浓硫酸吸收生成的水，使平衡向正反应方向移动。如：

C6H6+HNO3（浓）

浓硫酸50～60℃C6H5-NO2+H2O

CH3COOH+C2H5OH

浓硫酸△

CH3COOC2H5 +H2O

5.作脫水剂：浓硫酸在一些分子内有水脱去的有机反应中常作脱水剂。如在上述蔗糖的碳化、乙醇脱水生成乙烯和甲酸脱水生成CO的反应中，浓硫酸均作脱水剂。

6.作氧化剂：浓硫酸具有强氧化性，在化学反应中常作氧化剂；在加热时，除Pt、Au外，绝大多数金属和一些非金属（如C、S、P等）都能被浓

H2SO4氧化；在常温下，一些还原性化合物（如硫化物、碘化物、溴化物、二价铁的化合物等）就能被浓硫酸氧化。如：

2FeSO4+2H2SO4（浓）

Fe2（SO4）3+SO2↑+2H2O

7.作磺化剂：在加热条件下，苯与浓硫酸反应生成苯磺酸，浓硫酸作磺化剂。

C6H6+H2SO4（浓）

70℃～80℃C6H5—SO3H+H2O

8.作酸化剂：为增强KMnO4溶液或K2Cr2O7溶液的氧化性，常在KMnO4溶液或K2Cr2O7溶液中加入稀硫酸进行酸化。