硫酸是什么

硫酸是什么
硫酸是什么

硫酸是什么
硫酸,分子式为H2SO4.是一种无色无味油状液体,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.硫酸是基本化学工业中重要产品之一.它不仅作为许多化工产品的原料,而且还广泛地应用于其他的国民经济部门.

H2SO4

名称
中文名称：硫酸 英文名称：sulfuric acid 法文名称：Sulfate
化学式
H2SO4
相对分子质量
98.08
成分/组成信息
硫酸 98.0％(浓)<70% (稀)
密度
98%的浓硫酸 1.84g/mL
摩尔质量
98%的浓硫酸 98g/mol
物...

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名称
中文名称：硫酸 英文名称：sulfuric acid 法文名称：Sulfate
化学式
H2SO4
相对分子质量
98.08
成分/组成信息
硫酸 98.0％(浓)<70% (稀)
密度
98%的浓硫酸 1.84g/mL
摩尔质量
98%的浓硫酸 98g/mol
物质的量浓度
98%的浓硫酸 18.4mol/L
中心原子杂化方式
sp3

收起

硫酸
硫酸，分子式为H2SO4。是一种无色无味油状液体，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。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。
化学品简介
硫酸是化学六大无机强酸（硫酸、硝酸(HNO3)、盐酸（HCl，学名氢氯酸）、氢溴酸(HBr)、氢碘酸（HI）、高氯酸(HClO4)之一。

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硫酸
硫酸，分子式为H2SO4。是一种无色无味油状液体，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。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。它不仅作为许多化工产品的原料，而且还广泛地应用于其他的国民经济部门。
化学品简介
硫酸是化学六大无机强酸（硫酸、硝酸(HNO3)、盐酸（HCl，学名氢氯酸）、氢溴酸(HBr)、氢碘酸（HI）、高氯酸(HClO4)之一。
硫酸
化学式
H2SO4
相对分子质量
98.08
成分/组成信息
硫酸 98.0％(浓)<70% (稀)
密度
98%的浓硫酸 1.84g/mL
摩尔质量
98%的浓硫酸 98g/mol
物质的量浓度
98%的浓硫酸 18.4mol/L
物理性质
硫酸
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。” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫，则会产生"发烟"现象,这样含有SO3的硫酸称为"发烟硫酸"。
硫酸是一种无色黏稠油状液体，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。
100%的硫酸熔沸点：
熔点10℃
沸点290℃
但是100%的硫酸并不是最稳定的，沸腾时会分解一部分，变为98.3%的浓硫酸，成为338℃（硫酸水溶液的） 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。
98.3%硫酸的熔沸点：
熔点：10℃；
沸点：338℃
浓硫酸化学性质
1.脱水性
脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。
(1)脱水性简介
就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
(2)可被脱水的物质
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或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。
(3)炭化
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
浓硫酸的腐蚀性
了黑色的炭（炭化）。
浓硫酸 如C12H22O11=12C + 11H2O
(4)黑面包反应
在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。
可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，还会闻到刺激性气味气体。
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。
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)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O
2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。
(2)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)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)=加热=3SO2↑+2H2O
2P+5H2SO4(浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O
(3)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(稀)=S↓+SO2↑+2H2O
2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O
2HI+H2SO4(稀)=I2↑ +SO2↑+2H2O
3．难挥发性（高沸点）
制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体
NaCl(固)+H?SO?(浓)═NaHSO4+HCl↑(常温)
2NaCl(固)+H?SO?(浓)═加热═Na2SO4+2HCl↑(加热)
Na2SO3+H?SO?═Na2SO4+H2O+SO2↑
再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。
酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等
2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4
Ca3(PO4)2+2H2SO4═2CaSO4+Ca(H2PO4)2
稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应
Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑
稀硫酸化学性质
化学性质
1.可与多数金属（比铜活泼）氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水
2.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；
3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水；
4.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；
5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。
6.强电解质，在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO4 2-
常见误区
稀硫酸在中学阶段，一般当成H2SO4=2H+ + SO4 2-，两次完全电离，其实不是这样的。
根据硫酸酸度系数
pKa1: -3.00
pka2：1.99
其二级电离不够充分pka2：1.99，在稀硫酸中HSO4- ═可逆═H+ +SO4 2-
并未完全电离，1Mol/L的硫酸一级电离完全，二级电离大概电离10%左右，也就是溶液中仍存在大量的HSO4- 。而即使是NaHSO4溶液O.1Mol/L时，硫酸氢根也只电离了30%左右。
物理性质
吸水性
它是良好的干燥剂。用以干燥酸性和中性气体，如CO2，H2，N2，NO2，HCl，SO2等，不能干燥碱性气体，如NH3，以及常温下具有还原性的气体，如H2S。
吸水是物理变化过程
吸水性与脱水性有很大的不同：吸水原来就有游离态的水分子，水分子不能被束缚。
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。
一般制法
实验室硫酸制法
可以用FeSO4.7H2O加强热，用冰水混合物+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。
工业制法
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。
1.制取二氧化硫（沸腾炉）
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
H2SO4工业制作装置
2.接触氧化为三氧化硫（接触室）
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═H2S2O7（焦硫酸）
4.加水（吸收它）
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。

硫酸新成员
固体硫酸
是粉末制剂的固体酸类，可以替代硫酸的常规酸洗工艺，主要用于清除各种钢铁、不锈钢、铜、铝等金属零件及其设备表面的锈、氧化皮、水垢、灰垢等污物，特别是钢铁热扎、冷扎过程中生成的高温能清除氧化皮，清洗效果可以跟硫酸酸洗相媲美，最终使产品表面清洁干净；清洗过程中没有烟雾产生，大大改善生产环境；对金属的几乎没有腐蚀，对操作人员、设备、环境没有任何危害。
发烟硫酸
H2SO4.XSO3即硫酸的三氧化硫溶液
无色至浅棕色粘稠发烟液体，其密度、熔点、沸点因SO3含量不同而异。
当它暴露于空气中时，挥发出来的SO3和空气中的水蒸汽形成硫酸的细小露滴而冒烟，所以称之为发烟硫酸。
一般含SO3的质量分数有20％、40%、60％、66％等。若折合成硫酸的质量分数则发烟硫酸中H2SO4可超过100%。有人认为发烟硫酸中主要含焦硫酸(H2S2O7)。具强氧化性和吸水性，脱水性及腐蚀性。用于合成染料、药物。常用做磺化剂和吸水及脱水剂。
发烟硫酸中的物质成分复杂，除了硫酸和三氧化硫外，还有焦硫酸（H2S2O7）、二聚硫酸（H4S2O8）三聚硫酸(H6S3O12)及H4S3O15、H2S3O10、(H2SO4)20等各种各样的硫酸聚合物。
20％发烟硫酸可在接触法的硫酸厂中生产，就是在98.3％硫酸吸收塔前设置发烟硫酸吸收塔，以20％发烟硫酸吸收转化后含三氧化硫7％～10％的气体,同时向循环酸中补加98.3％硫酸，使其浓度保持不变。65％发烟硫酸可由20％发烟 硫酸和液体三氧化硫混合而得，或仿照20％发烟硫酸的制造方法，建立以65％发烟硫酸循环喷淋的吸收塔,吸收100％三氧化硫气体，并补加20％发烟硫酸，以调节循环酸浓度。
缓慢加入纯碱－消石灰溶液中，并不断搅拌，反应停止后，用大量水冲入废水系统。
注：这是工业俗称，准确的化学语言应该是挥发出雾。应该叫发雾硫酸。
实验室制取
SO2+H2O2===H2SO4
SO3+H2O===H2SO4
化学品的检验
所需药品
经过盐酸酸化的氯化钡溶液
检验方法
使用经过盐酸(HCl)酸化的的氯化钡(BaCl2)。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，则证明它是硫酸。
注意
先滴加盐酸，清除溶液中的银离子与亚汞离子及各类干扰检验的阴离子（如碳酸根离子等），否则会干扰检验，也不可以用硝酸钡检验，硝酸根离子在酸性条件下可以将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，干扰检验。
反应原理
◆硫酸根离子跟钡离子能生成不溶于硝酸（或盐酸）的白色硫酸钡沉淀。例如：
H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl
Na2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2NaCl
Ba2+ +SO42-═BaSO4↓(离子方程式）
◆其他阴离子也有跟钡离子生成白色沉淀的。例如：
Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl
BaCO3外观为白色沉淀与BaSO4不易区分，但它能跟盐酸(HCl)反应而溶解。
BaCO3+2HNO3═Ba(NO3)2+CO2↑+H2O
BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O
相关应急措施
急救措施
◆皮肤直接接触：稀硫酸立即用大量冷水冲洗，然后后用3%-5%NaHCO3溶液冲洗。浓硫酸先用干抹布拭去（不可先冲洗！），然后用大量冷水冲洗剩余液体，最后再用NaHCO3溶液涂于患处，最后用0.01%的苏打水(或稀氨水)浸泡；情况严重的还要送医院。
◆眼睛接触： 立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
◆吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
◆食入： 用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
消防措施
◆危险特性： 遇水大量放热, 可发生沸溅。与易燃物（如苯）和可燃物（如糖、纤维素等）接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧。遇电石、高氯酸盐、雷酸盐、硝酸盐、苦味酸盐、金属粉末等猛烈反应，发生爆炸或燃烧。有强烈的腐蚀性和吸水性。
◆有害燃烧产物：二氧化硫。
◆灭火方法： 消防人员必须穿全身耐酸碱消防服。
◆灭火剂：干粉、二氧化碳、砂土。避免水流冲击物品，以免遇水会放出大量热量发生喷溅而灼伤皮肤。
泄漏应急处理
应急处理： 迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。
注意事项
危险性概述
◆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。
操作处置
密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂、碱类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把酸加入水中，避免沸腾和飞溅。
储存
储存于阴凉、通风的库房。库温不超过35℃，相对湿度不超过85％。保持容器密封。应与易（可）燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
废弃处置
废弃处置方法： 缓慢加入碱液－石灰水中，并不断搅拌，反应停止后，用大量水冲入废水系统。
废弃注意事项：
运输注意相关
◆危险货物编号： 81007
◆UN编号： 1830
◆包装类别： O51
◆包装方法： 耐酸坛或陶瓷瓶外普通木箱或半花格木箱；磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱。
◆运输注意事项： 本品铁路运输时限使用钢制企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。铁路非罐装运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与易燃物或可燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。
据我国科学家考证，在公元650～683年（唐高宗时），炼丹家孤刚子在其所著《黄帝九鼎神丹经诀》卷九中就记载着“炼石胆取精华法”，即干馏石胆（胆矾）而获得硫酸。若用化学方程式表示则为：
CuSO4·5H2O=加热=CuSO4＋5H2O
CuSO4==高温==CuO＋SO3↑
SO3＋H2O=H2SO4
这一发现比西方早五六百年。
孤刚子不仅用这种硫酸分解过金矿，而且还发现了硫酸参与的许多惊奇的变化，如他知道稀硫酸对铜不能腐蚀的性质。
8世纪阿拉伯炼金家贾比尔发现，将硝石和绿矾一起蒸馏，所得气体溶于水得硫酸。后来人们还发现某些矿泉中有浓厚的硫磺味道，可治疗皮肤病，这是因为河水长期接触硫铁矿（FeS2）等，被缓慢氧化成微量H2SO4，使河水味道发酸。这个变化可表示为：
2FeS2＋7O2＋2H2O==2H2SO4＋2FeSO4
至于用硫磺燃烧（通过铅室法）制硫酸，则是17世纪以后的事，而用接触法制硫酸则更是19世纪以后才出现的。
硫酸纯品为透明、无色、无嗅的油状液体,有杂质颜色变深,甚至发黑。分子式H2SO4。分子量:98.08。其相对密度及凝固点也随其含量变化而不同。相对密度1.841(96～98%)。凝固点10.35℃(100%)、3℃(98%)、-32℃(93%)、-38℃(78%)、-44℃(74%)、-64℃(65%)。沸点290℃。蒸气压0.13kPa(145.8℃)。对水有很大亲和力。从空气和有机物中吸收水分。与水、醇混合产生大量热,体积缩小。用水稀释时因把酸加到稀释水中,以免酸沸溅。加热到340℃分解成三氧化硫和水。
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：1.8，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：先用干抹布吸干表面的硫酸，再用大量清水冲洗，最后涂上2%的碳酸氢钠溶液。
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）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。
编辑本段
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。

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