關于硫酸的一些知識

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)


  最早人們習慣地把質量分數(shù)>75%的硫酸稱濃硫酸,不足此數(shù)的稱稀硫酸。后來發(fā)現(xiàn)Al、Fe、Cr在>93%的冷硫酸中可以鈍化,可以用生鐵,鋼、鋁等作容器來盛放濃硫酸,所以生產(chǎn)上又把硫酸含量在93%以上的稱為濃硫酸,不足此數(shù)的就是稀硫酸。98. 3%的濃硫酸是恒沸溶液,人們普遍接受了把這種質量分數(shù)為98. 3%,沸點為338℃的硫酸稱為標準濃硫酸。

  濃硫酸有很強的吸水性,但只有一般意義上的93 % —98%的濃硫酸才有實際上可以作為干燥劑的價值。另外稀硫酸也有一定的吸水性,只是由于吸水能力比較弱。

  硫酸時金屬的腐蝕也獨具個性。例如,橡膠和某些品種的塑料,能耐稀硫酸,,但不能耐濃硫酸,濃度低于75%的硫酸,不腐蝕鉛,可以用鉛制的設備和容器來盛放硫酸。濃度更高時,一般用鐵作容器未盛放硫酸,當硫酸的濃度超過93%時,又不能用鉛,這時鉛也會被腐蝕。更為奇特的是,對于發(fā)煙硫酸,又不能用生鐵,但可以用鋼材—鋼板、鋼管或鑄鋼制品作容器和設備。

  濃硫酸一定有強氧化性?由電勢數(shù)據(jù)可見,硫酸只有在強還原劑存在下和高濃度(和高溫下)才是強氧化劑。稀硫酸一定沒有強氧化性?有趣的是,體積比為1:1的熱的稀硫酸似乎有比冷的濃濃硫酸有更強的氧化性。體積比為1:1的熱的稀硫酸(質量分數(shù)約是63 %)對Zn ,I—, Br—能顯示出它的氧化性,還能把濾紙?zhí)炕?氧化)。

  濃硫酸能使藍色石蕊試紙先變紅這不存在問題,為什么后來一直不炭化變黑呢?這是因為當1—2滴濃硫酸浸濕試紙后,濃硫酸被分散在較大的面積上,容易更迅速地吸收空氣中的水,很快變成了氧化能力弱的稀硫酸。盡管吸水會放熱, 1—2滴濃硫酸吸收空氣中的水后溫度升高有限(不超過10℃),濃硫酸的氧化能力提高得十分有限,無力使試紙纖維素炭化變黑。唯獨當在濕潤的濾紙上加l滴濃硫酸,或是在己加了1—2滴濃濃硫酸的濾紙上再補加1滴水,這時,濃硫酸水合所放出的熱量集中,可大大提高硫酸(實為熱的稀硫酸)的氧化性,從而使濾紙?zhí)炕兒凇?/p>

  銅與濃硫酸反應比較復雜,經(jīng)過劉懷樂老師分析認為是:

  所以認為,Cu與濃硫酸共熱反應變黑,生成的黑色物是CuS 、Cu2 S 、Cu2 O、Cu2SO4和S等一系列物質的混合物。

  其它觀點:6,7兩篇文獻都將樣品進行X射線衍射分析。認為反應在373K以前,硫化物的生成占絕對優(yōu)勢,在373K以后,氧化物的生成可能性增大,其含量將隨溫度遞變。硫化物的價態(tài)為:Cu2 S、CuS等。氧化物的價態(tài)為: Cu2 O,CuO等。在一般加熱條件下,濃硫酸與銅片反應生成的黑色物質應是硫化物和氧化物的混合物。

  當濃硫酸的溫度較低(約160℃)時,銅與濃硫酸反應的產(chǎn)物中會有大量黑色物質。該黑色物質為CuO和CuS的混合物。當濃硫酸的溫度在240℃時,銅與濃硫酸反應的產(chǎn)物中會有少量黑色物質。該黑色物質為Cu7S4。當濃硫酸在接近沸騰(約338℃)時,銅與濃硫酸反應的產(chǎn)物中沒有黑色物質,只能觀察到有白色物質(CuSO4)生成。

  參考文獻:1劉懷樂,濃H2SO4吸水性實驗四則,化學教學,1995年第12期,8—9

  2劉懷樂,給硫酸加注幾則教學參考,化學教學,2008年第9期,72—74

  3劉懷樂,理性解讀濃硫酸的吸水性、脫水性和氧化性,教學儀器與實驗,2010年第3期,29—31

  4劉懷樂,對濃濃H2SO4的若干再實踐和再認識,化學教學,2011年第4期,50—52

  5李穎,劉懷樂,對銅和濃硫酸共熱反應實驗變黑現(xiàn)象的再認識,化學教育,2007年第11期,51—54

  6劉洪祥等,  銅片與濃硫酸反應生成的黑色物質的熱力學討論,浙江水產(chǎn)學院學報,1990年1期,27—34

  7劉念等,對銅與濃硫酸反應黑色沉淀產(chǎn)物組成的探討,中學化學,2013年第11期,23—24

  來源:董新偉化學教學博客


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