200324-市化学课

3/24 化学课

浓硫酸

浓硫酸的物理性质

1. 无色、粘稠油状液体
2. 沸点高、难挥发

   利用难挥发的性质可以制易挥发酸

   $$\ce {NaCl + H2SO4(浓) ->[微热] NaHSO4 + HCl ^}$$ $$\ce {NaNO3 + H2SO4(浓) ->[微热] NaHSO4 + HNO3 ^}$$
3. 能与水以任意比例互溶
4. 稀释浓硫酸
   • 酸入水
   • 沿器壁
   • 慢慢倒
   • 不断搅
5. 发烟硫酸（酸雾） $$\ce {SO3 + H2O -> H2SO4}$$

	稀硫酸	浓硫酸
溶质微粒	$\ce {H^+, SO_4^{2-}}$	$\ce {H2SO4}$

$$\ce {H2SO4 + nH2O -> H2SO4·nH2O}$$

浓硫酸的化学性质

1. 酸的通性 $$\ce {H2SO4 -> 2H+ + SO4^2-}$$
2. 吸水性
   
   常用于干燥不与浓硫酸反应的气体

   浓硫酸可以使结晶水合物失去结晶水

   $$\ce {CuSO4·5H2O ->[浓H2SO4] CuSO4 + 5H2O}$$
3. 脱水性
   
   浓硫酸能按水的组成比脱去有机物中氢、氧元素，使有机物碳化

   黑面包实验

   实验现象：蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，放出大量热。

   $$\ce {C11H22O11 ->[浓H2SO4] 11C + 11H2O}$$
4. 强氧化性
   1. 与碳发生反应 $$\ce {C + 2H2SO4(浓) ->[\Delta] CO2 ^ + 2SO2 ^ + 2H2O}$$
   2. 与金属反应
      1. $$\ce {Cu + 2H2SO4(浓) ->[\Delta] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}$$ 实验现象：铜逐渐溶解，有大量气体产生，能使品红溶液褪色，使紫色石蕊试液变红。
         检验$\ce {Cu2+}$：算入水，显蓝色。
      2. 如果足量铜片与少量浓硫酸反应，由于硫酸浓度逐渐变低，所以残留的是硫酸和硫酸铜的混合溶液。
      3. 如果足量的锌和少量浓硫酸反应，会先进行氧化还原反应，等到硫酸变稀之后发生酸和活泼金属的置换反应。 $$\ce {Zn + 2H2SO4(浓) -> ZnSO4 + SO2 ^ + 2H2O}$$ $$\ce {Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 ^}$$
      4. 常温下： $$\ce {Fe / Al + H2SO4(浓) -> 钝化}$$
      5. 在加热条件下，浓硫酸可以和大多数金属反应产生相应的硫酸盐、二氧化硫、水。 $$\ce {(大多数)金属 + H2SO4(浓) -> 硫酸盐 + SO2 ^ + H2O}$$
      6. 可以将$\ce {Fe}$氧化成铁离子： $$\ce {2Fe + 6H2SO4(浓) ->[\Delta] Fe2(SO4)3 + 3SO2 ^ + 6H2O}$$
      7. 过量的$\ce {Zn}$剩余的溶液都是$\ce {ZnSO4}$
      8. 过量的$\ce {Fe}$剩余的溶液是$\ce {FeSO4, Fe2(SO4)3}$的混合溶液

硫酸盐

1. 硫酸钡$\ce {(BaSO4)}$
   • 白色固体
   • 不溶于水、不溶于酸
   • 用途：钡餐
2. 硫酸钙$\ce {(CaSO4)}$
   • 生石膏：$\ce {(CaSO4*2H2O)}$
   • 熟石灰：$\ce {(2CaSO4*H2O)}$
   • $$\ce {生石灰<=>[\Delta][H2O]熟石灰}$$
   • 用途：石膏模型、石膏绷带、调节水泥凝固时间
3. 硫酸铜$\ce {(CuSO4)}$
   • 白色粉末（无水）
   • 蓝色晶体（结晶水合物）：$\ce {CuSO4*5H2O}$
   • 用途：检验水分、农药、电解液
4. 明矾，十二水合硫酸铝钾：$\ce {KAl(SO4)2*12H2O}$
   • 无色晶体
   • $$\ce {KAl(SO4)2 -> K+ + Al^3+ + 2SO4^2-}$$
   • 用途：净水剂（原理：铝离子水解）
5. 绿矾：$\ce {FeSO4*7H2O}$
6. 芒硝：$\ce {Na2SO4*10H2O}$

硫酸根的检验

1. 原理： $$\ce {Ba^2+ + SO4^2- -> BaSO4 v}$$
2. 加入盐酸酸化，然后加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成。

$\ce {CO2,SO2}混合气体检验$

$$\ce {品红溶液(检验SO2) -> KMnO4/~H+(除尽SO2) -> 品红溶液(证明是否除尽了SO2) -> 澄清石灰水(检验CO2)}$$