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硫酸问题集锦

发布时间：2009/6/13 阅读次数：934 字体大小: 【小】【中】【大】

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浓硫酸可用来干燥哪些气体？
浓硫酸因为具有强烈的吸水性，与水分子结合成稳定的水合物H2SO4·nH2O，所以浓H2SO4常用作干燥剂，可用来干燥：O2、H2、CO、CO2、SO2、HCl、Cl2、N2、CH4等气体，对于那些具有还原性或碱性的气体，如HI、HBr、H2S、NH3等，则不能用它来干燥，因为浓H2SO4与它们均可发生反应。

稀释浓硫酸时,为什么会放出大量热?
当硫酸溶解于水时,一方面是硫酸分子扩散在水里,在这个物理过程中,要吸收一定的热量;另一方面又发生化学过程,即硫酸分子跟水分子之间有强的化合能力,生成水合氢离子.
硫酸跟水生成相当稳定的水合物,如一水合硫酸,二水合硫酸,四水合硫酸等.由于形成水合氢离子和各种水合物时放出大量的热,放出的热量多于吸收的热量,因此,稀释浓硫酸时会放出大量的热
为什么浓硫酸是很好的干燥剂?
浓硫酸的吸水作用指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列的水合物,如 ,这些水合物很稳定,所以浓硫酸是很好的干燥剂.浓硫酸跟水生成这些水合分子的同时,会放出大量的热.

浓硫酸是如何表现脱水性的?
浓硫酸可将许多有机化合物脱水,尤其是糖类,如纤维素、蔗糖等.反应时,按水分子里氢和氧的原子数的比,夺取这些有机物分子里的氢原子和氧原子.例如,浓硫酸跟蔗糖混合时,主要起脱水作用,同时浓硫酸又使游离出来的碳氧化而生成二氧化碳,它自身还原而生成二氧化硫,反应时放出的热使水分蒸发.这些作用使炭的体积膨胀,并呈疏松多孔状.但是浓硫酸使有机物脱水,并不一定都有碳游离出来.例如,用甲酸制取一氧化碳以及用酒精制取乙烯时,虽然用浓硫酸作脱水剂,但没有碳游离出来.在浓硫酸中,硫酸大都是以分子状态存在的.分子中两个氢原子的半径很小,极化能力很强,很容易钻入硫酸根内部,它们对氧有较强的极化作用,消弱了硫与氧之间的作用,从而大大减弱了硫酸根的稳定性.所以硫易被还原,浓硫酸有氧化性.这种氧化性是未电离的硫酸分子的特征.稀硫酸中的硫不表现氧化性,这是由于硫酸溶于水后完全电离,硫元素完全是以硫酸根形式存在,硫酸根的空间构型近似为正四面体,而且硫原子居于正四面体的中心,2个单位的负电荷属于整个硫酸根.这样对称的结构不易受外界作用而极化,所以性质稳定.

吸收二氧化硫为什么不用水或稀硫酸,而用浓硫酸?
这是因为用水或稀硫酸作吸收剂时,容易形成酸雾,吸收速度慢而且吸收不充分,而用浓硫酸作吸收剂,则在吸收过程中不形成酸雾,吸收速率快且吸收充分,有利于二氧化硫的吸收.

氢气和二氧化硫都有还原性,为什么可以用氧化性很强的浓硫酸作干燥剂而不被氧化?
氢气虽有还原性,但要跟氧化剂发生氧化还原反应,必须在高温下,先吸收较大的能量分裂成原子才能进行.所以,在常温下氢气不能被浓硫酸氧化.在氧化还原反应中,任何还原剂都不能把高价态的相同元素还原成跟还原剂中该元素相同的低价态;同样,任何氧化剂也不能把低价态的相同元素氧化成跟氧化剂中该元素相同的高价态/根据这个原则,二氧化硫跟硫酸中的硫之间没有稳定的中间价态的硫,所以二氧化硫不会被硫酸氧化成硫酸,硫酸也不会被二氧化硫还原成二氧化硫,所以可以用浓硫酸作为二氧化硫的干燥剂

在胆矾晶体中加入浓硫酸，可以看到固体颜色由蓝色逐渐变为白色。能否解释一下这是为什么？
在胆矾晶体中加入浓硫酸，可以看到固体颜色由蓝色逐渐变为白色。这是由于胆矾中结晶水被浓硫酸吸收，生成一系列稳定的水合物的缘故：H2SO4+nH2O=H2SO4·nH2O（n=1,2,4等）。反应过程中同时还会放出大量的热。这个实验说明浓H2SO4的吸收要强与CuSO4。

在蔗糖中滴加浓硫酸,可以看到蔗糖颜色逐渐就变深，最后呈黑色；有白雾出现；产生有刺激性气味的气体，最后得到疏松的多孔物质。请解释此现象。
这是由于在浓硫酸作用下，蔗糖脱水，变成了碳；浓硫酸吸收蔗糖脱出的水，放出大量的热，使水分蒸发，产生白雾；蔗糖炭化后的碳与过量的浓硫酸作用生成二氧化硫；产生的气体使固体膨胀。

可否用浓硫酸制取溴化氢（或碘化氢）
不能用浓硫酸与溴化钠（或碘化钾）反应制取溴化氢（或碘化氢），这是由于浓硫酸会氧化溴化钠（或碘化钾）因为浓硫酸有比较强的氧化性,而HBr,HI的还原性又比较强,所以容易发生氧化还原反应,不能得到我们所希望的产物

浓硫酸的三大特性
浓硫酸之所以能够成为重要的工业制品是因为它具有独特的三大特性：吸水性、脱水性、强氧化性。
先讲一下吸水性吧。由于浓硫酸是一种难挥发且高浓度的酸，它就很容易吸收水分。这种吸水是一种物理变化，完全没有物质的产生或消失。浓硫酸只是把物体表面或内部的水分子吸收。利用这一性质通常使用浓硫酸作干燥剂。
脱水性与吸水性不同，它是浓硫酸把物体分子结构破坏，使分子化学结构按照H：O=2：1的比例脱去。这一性质往往会使物体炭化，反应后物体一般为黑色。比如浓硫酸使棉花或普通纸炭化。滤纸不容易被炭化，所以需要纸与浓硫酸接触时一般要用滤纸。
强氧化性是浓硫酸最重要的化学性质。浓硫酸可以和金属、非金属反应，表现出来的大多都是强氧化性。就连铁、铝遇浓硫酸钝化也是由于这个性质。如浓硫酸与铜反应，这里还用到了浓硫酸的酸性。浓硫酸和碳反应。
浓硫酸的脱水性
浓硫酸可与许多有机化合物(尤其是糖类，如纤维素、蔗糖等)反应。反应时按水分子里氢、氧原子个数的比夺取这些有机物分子里的氢原子和氧原子，使这些有机物碳化。如：

但浓硫酸使有机物脱水，并不一定都有碳游离出来。如
HCOOH CO↑+H2O

浓硫酸的吸水性硫酸是SO3的水合物，除了H2SO4和H2S2O7(2SO3·H2O)外，还有一系列的水合物，如H2SO4·2H2O和H2SO4·4H2O等，这些水合物在通常情况下很稳定，故浓硫酸具有强烈的吸水性。在工业上制浓硝酸，其方法之一就是用浓硫酸作为吸水剂，将稀硝酸蒸馏浓缩而得到96％以上的浓硝酸；在实验室里常用浓硫酸来作干燥剂，干燥H2、O2、N2、CO2、CO、SO2、Cl2和HCl等。干燥过程可表示为：
H2SO4(浓)+nH2O==H2SO4·nH2O
在选用干燥剂时要注意考虑干燥剂本身不与被干燥的物质之间发生化学作用，不能引起被干燥物质的破坏和吸收。
浓硫酸的氧化性
硫原子的特征电子构型为3S23P4，在形成硫酸分子的过程中，硫原子发生SP3杂化，其中硫原子的两个SP3杂化轨道与两个氧原子形成两个σ键，另外两个SP3杂化轨道中的孤对电子分别给予两个氧原子，生成配σ键，同时还生成部分反配位π键。因为硫原子的3d轨道是空的，氧原子的孤对P电子可和它生成π键，其方向恰好与σ配键相反，正因为如此，实验测得S→O键长比正常单键略短，但硫原子的3d轨道能量较高，σ-π配键中主要是σ配键，π配键比较弱，因此硫酸的性质非常特别。其分子结构为：

浓硫酸具有强烈的氧化性，在于硫酸是不对称分子，其H+的体积很小，具有强烈的极化作用而使O-2的电子云变形并钻入其中，中和-2价

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