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浓硫酸

浓硫酸,俗称坏水,化学分子式为HSO,是一种具有高腐蚀性的强矿物酸。坏水指质量分数大于或等于70%的硫酸溶液。浓硫酸在浓度高时具有强氧化性,这是它与普通硫酸或普通浓硫酸最大的区别之一。同时它还具有脱水性,强氧化性,强腐蚀性,难挥发性,酸性,吸水性等。

浓硫酸是指浓度(浓度是指H2SO4的水溶液里H2SO4的质量百分比)大于等于70%的H2SO4的水溶液。

硫酸与硝酸盐酸氢碘酸氢溴酸,高氯酸并称为化学六大无机强酸。

由于浓硫酸中含有大量电离的硫酸分子(强酸溶液中的酸分子不一定全部电离成离子,酸的强弱是相对的),所以浓硫酸具有吸水性、脱水性(俗称炭化,即腐蚀性)和强氧化性等特殊性质;而在稀硫酸中,硫酸分子已经完全电离,所以不具有浓硫酸的特殊化学性质。发烟硫酸是无色或棕色油状稠厚的发烟液体(棕色是因为其中含有少量铁离子),具有强烈刺激性臭味,吸水性很强,与水可以任何比例混合,并放出大量稀释热。所以进行稀释浓硫酸的操作时,应将浓硫酸沿容器壁慢慢注入水中,并不断用玻璃棒搅拌。

硫酸的浓稀概念有一个大概的标准:最高的发烟硫酸密度约为2,含游离的SO3约60%。一般来说密度为1.84g/mL的硫酸叫浓硫酸(注:一般认为浓度70%以上硫酸的叫浓硫酸)其中折合含SO3的量达到82%,它的浓度为18 mol/L,中等浓度的是指密度在1.5到1.8左右,它们的浓度分别是在9.2mol/L到16mol/L。那么稀硫酸是指密度在1.5g/mL以下,浓度在9.2mol/L以下。

硫酸具有极高的腐蚀性,特别是高浓度硫酸。高浓度的硫酸不光为强酸性,也具有强烈去水及氧化性质:除了会和肉体里的蛋白质及脂肪发生水解反应并造成严重化学性烧伤之外,它还会与碳水化合物发生高放热性去水反应并将其碳化,造成二级火焰性灼伤,对眼睛及皮肉造成极大伤害。

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,可致人体灼伤及皮肉碳化。

工业制法 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。

制取二氧化硫

燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫(国内黄铁矿较多,所以常用黄铁矿)

S+O2点燃SO2

4FeS2+11O2高温8SO2+2Fe2O3

接触氧化为三氧化硫

2SO2+O22SO3(用五氧化二钒做催化剂且该反应为可逆反应)

用98.3%硫酸吸收

xSO3+H2SO4H2SO4 x SO3(硫酸分子结合若干个三氧化硫分子,形成发烟硫酸)

SO3+H2SO4H2S2O7(焦硫酸)

加水

H2SO4x SO3+xH2O(x+1)H2SO4

H2S2O7+H2O2H2SO4

提纯工艺

可将工业浓硫酸进行蒸馏,便可得到浓度95%-98%的商品浓硫酸.

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
较为经典的制法还有利用草酸和硫酸亚铁反应
FeSO4+H2C2O4=H2SO4+FeC2O4↓
(但草酸铁极细比较难以过滤)


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