化学意义上,硫酸(H2SO4)是纯净物
但是通常所说的硫酸是指的硫酸溶液,比如稀硫酸、浓硫酸,还有发烟硫酸等则是混合物
由于硫酸会与水发生共沸,所以通常条件下的硫酸都是混合物
但是也不是完全不能得到纯的硫酸,比如让SO3与水定量反应
1,物理性质
浓硫酸是一种无色、无味、粘稠的油状液体,密度大,沸点高,难挥发,与水任意比互溶。
2,化学性质
稀硫酸具有酸的通性(与酸碱指示剂作用,与活泼金属,金属氧化物,碱及某些盐反应)
浓硫酸的特性:
(1)吸水性
实验:在点滴板中放入少量胆矾,再加入少量浓硫酸
现象: 固体由蓝色变为灰白色,溶液仍为无色。
结论:浓硫酸具有吸水性,浓硫酸能够吸收气体、液体中的水分子及固体的结晶水,故
常用做干燥剂。
(2)脱水性
实验:把少量浓硫酸滴在纸片、火柴梗上
现象:滴有浓硫酸的滤纸炭化变黑。
结论:浓硫酸具有脱水性,浓硫酸能把有机物中的氧、氢元素按水的组成比脱去,留下黑色的炭(有机物被碳化)
吸水性是指浓硫酸直接与水分子结合吸收现成的水; 脱水性是指浓硫酸将许多有机物中的氢、氧元素按水的比例脱去反应生成水,所以浓硫酸具有强烈的腐蚀性。
(3)氧化性
实验:在试管中放入一块铜片,加热。用湿润的品红试纸检验放出的气体,把反应后的溶液倒在水中稀释。
现象:加热能反应,产生的气体能使湿润的品红试纸褪色,溶液稀释后呈蓝色。
结论:浓硫酸具有强氧化性,与金属的反应:除Au、Pt以外的绝大多数金属都能与浓硫酸作用。
Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2+2H2O(反应条件为加热)
该反应中浓硫酸体现了氧化性和酸性。
注意:常温下,铁、铝在浓硫酸中会在表面形成致密的氧化物保护膜(钝化),阻碍反应的进一步进行。因此,可用铁、铝制容器装盛冷的浓硫酸。
(1)指示剂变色:石蕊变红;酚酞不变色。
(2)与金属反应:Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑;
2Al + 3H2SO4==Al2(SO4)3 + 3H2↑
(3)与碱的反应:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
(4)与碱性氧化物反应:CuO +H2SO4== CuSO4 +H2O
(5)与某些盐的反应:BaCl2+H2SO4==BaSO4↓+2HCl
1、巩固国防
某些国家硫酸工业的发展,曾经是和军用炸药的生产紧密连结在一起的。无论军用炸药(发射药、爆炸药)或工业炸药,大都是以硝基化物或硝酸酯为其主要成分。主要的有硝化棉、三硝基甲苯(TNT)、硝化甘油、苦味酸等。虽然这些化合物的制备是依靠硝酸,但同时必须使用浓硫酸或发烟硫酸。
2、原子能工业及火箭技术
原子反应堆用的核燃料的生产,反应堆用的钛、铝等合金材料的制备,以及用于制造火箭、超声速喷气飞机和人造卫星的材料的钛合金,都和硫酸有直接或间接的关系。从硼砂制备硼烷的过程需要多量硫酸。
硼烷的衍生物是最重要的一种高能燃料。硼烷又用做制备硼氢化铀用来分离铀235的一种原料。由此可见,硫酸与国防工业和尖端科学技术都有着密切的关系。
3、土壤改良
在农业生产中,越来越多地采用硫酸改良高pH值的石灰质土壤。过去20年来,尿素-硫酸肥料的产量大幅度提高并在美国西部诸州的土壤中广泛施用。将硫酸注入牛奶场湖泊,改变湖水pH值,可解决圈养牲畜过程产生的若干空气和水质问题,将硫酸施入农用土壤和水中,其主要作用是溶解钙、镁的碳酸盐和碳酸氢盐。
这些钙、镁盐然后取代可交换的钠盐,钠盐随后用水浸洗除去。当碳酸盐和碳酸氢盐被分解后,硫酸与更惰性的物质反应,释放出磷、铁等植物养分。简单地降低土壤的pH值可引起许多元素溶解度的变化,提高它们对植物的效力。在高pH值的石灰质土壤上施用硫酸,可使植物更加健壮,收成增加。