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中学化学中硫酸的作用

 一、制取许多气体的重要试剂

1.制H2(利用硫酸的酸性或H+离子的氧化性):

Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑;Fe+H2SO4(稀)==FeSO4+H2

2.制SO2(①利用硫酸的酸性;②利用硫酸的强氧化性和酸性):

①Na2SO3+H2SO4(中等浓度)==Na2SO4+SO2↑+H2O;

②Cu+2H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用     CuSO4+SO2↑+2H2O

3.制H2S(利用硫酸的强酸性):FeS+H2SO4(稀)==FeSO4+H2S↑

4.制HCl(①利用硫酸的难挥发性或高沸点酸;②利用浓硫酸的吸水性):

①NaCl(固)+H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用NaHSO4+HCl↑;

NaHSO4+NaCl(固)中学化学中硫酸的作用Na2SO4+HCl↑

②利用浓盐酸与浓硫酸也可以制氯化氢气体。

5.制HF(利用硫酸的强酸性和难挥发性或高沸点酸):

CaF2+ H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用     CaSO4+2HF↑

6.制C2H4(利用硫酸的催化剂和脱水性):

CH3CH2OH     中学化学中硫酸的作用CH2=CH2↑+H2O

7.制CO(利用硫酸的脱水性):

HCOOH     中学化学中硫酸的作用CO↑+H2O

 二、制取某些酸或某些盐的重要试剂

1.制H3PO4(利用硫酸的强酸性):

Ca3(PO4)2+3H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用2H3PO4+3CaSO4

2.制HNO3(利用硫酸的难挥发性或高沸点酸):

NaNO3(固)+H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用     NaHSO4+HNO3

3.制CH3COOH(利用硫酸的强酸性和难挥发性或高沸点酸):

CH3COONa(固)+H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用NaHSO4+CH3COOH↑;

2CH3COONa(固)+H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用Na2SO4+2CH3COOH↑

4.制磷肥(利用硫酸的强酸性):

Ca3(PO4)2+2H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用Ca(H2PO4)2+2CaSO4

5.制氮肥(利用硫酸的强酸性):2NH3+H2SO4==(NH4)2SO4

6.制各种硫酸盐(主要利用硫酸的酸性):生产硫酸铝、硫酸锌、硫酸镁等产品。

三、制取某些有机物的重要试剂

1.制硝基苯(浓硫酸的催化剂和脱水剂的作用): 

中学化学中硫酸的作用+HNO3(浓)中学化学中硫酸的作用中学化学中硫酸的作用+H2O

2.制TNT(浓硫酸起催化剂和脱水剂作用):

中学化学中硫酸的作用+3HNO3    中学化学中硫酸的作用    中学化学中硫酸的作用+3H2O

3.制中学化学中硫酸的作用苯磺酸(浓硫酸作中学化学中硫酸的作用磺化剂):                            

中学化学中硫酸的作用    +H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用 中学化学中硫酸的作用      +H2O

4.制乙酸乙酯(浓硫酸起催化剂和吸水剂作用):

CH3COOH+CH3CH2OH中学化学中硫酸的作用CH3COOCH2CH3+H2O

5.制葡萄糖(①浓硫酸起催化剂和溶剂作用;②稀硫酸作催化剂):

①(C6H10O5)n(纤维素)+nH2中学化学中硫酸的作用    nC6H12O6(葡萄糖)

②(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O     中学化学中硫酸的作用nC6H12O6(葡萄糖)

6.制硝酸纤维(浓硫酸起催化剂和脱水剂作用):

[C6H7O2(OH)3]n+3nHNO3中学化学中硫酸的作用       [C6H7O2(ONO2)3]n+3nH2O

7.酯水解(稀硫酸作催化剂): 

CH3COOCH2CH3+H2O中学化学中硫酸的作用     CH3COOH+C2H5OH

8.油脂水解(稀硫酸作催化剂):油脂+H2中学化学中硫酸的作用      甘油+中学化学中硫酸的作用高级脂肪酸

9.糖类水解(稀硫酸作催化剂):

C12H22O11(蔗糖)+H2O 中学化学中硫酸的作用     C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖)

C12H22O11(麦芽糖)+H2O 中学化学中硫酸的作用2C6H12O6(葡萄糖)

10.乙烯水化(稀硫酸作催化剂):CH2=CH2+H2中学化学中硫酸的作用      C2H5OH

 四、硫酸在其他方面的作用

1.稀硫酸作酸化剂:KMnO4溶液中加入一定量稀H2SO4酸化,增强其氧化性。 2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4==2MnSO4+K2SO4+5Fe2(SO4)3+8H2O

2.稀硫酸作检验剂:稀硫酸是直接检验溶液中的Ba2+的试剂,生成BaSO4白色沉淀,不要再加酸。SO42-+Ba2+==BaSO4

3.稀硫酸作除杂剂:根据浓硫酸可以与不饱和烯烃、醇、醚等反应,生成能溶于酸层而便于分离和水洗的物质的特性,常用浓硫酸作除杂剂,除去有机物中少量烯烃、醇等杂质。如正已烷中含有少量已烯或乙醇时,可以用硫酸洗涤除去。

4.稀硫酸作除锈剂:利用稀硫酸的酸性,可除去铁制品表面上的铁锈。

3H2SO4(稀)+ Fe2O3·nH2O ==Fe2(SO4)3+(3+n)H2O

5.稀硫酸的导电作用:在电解水时常加入稀硫酸是增强溶液的导电性。

6.浓硫酸作干燥剂:利用浓硫酸的吸水性,吸收游离态水,常用于干燥中性气体和酸性气体。如H2、CO、NO、CH4、CO2、SO2、Cl2、HCl等。但不能干燥碱性气体NH3和常温下具有还原性的气体HBr、HI、H2S。

7.浓硫酸作强氧化剂:浓硫酸是中学化学中硫酸的作用氧化性酸,可以氧化大多数金属(除Au和Pt外)和其它还原性物质,浓硫酸一般还原为SO2。如:

2H2SO4(浓)+Cu中学化学中硫酸的作用CuSO4+2H2O+SO2↑ ;

C+2H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用CO2↑+2SO2↑+2H2O; 

H2SO4(浓)+H2S==SO2↑+S↓+2H2O;

H2SO4(浓)+2HBr==SO2↑+Br2+2H2O;

2H2SO4(浓)+2FeSO4==Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O

Fe和 Al在H2SO4(冷、浓)中钝化。加热时发生氧化还原反应:

2Fe+6 H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O;

2Al+6H2SO4(浓)中学化学中硫酸的作用    Al2(SO4)3+3SO2↑+6H2

8.浓硫酸的吸水作用:①浓硫酸能以任意比与水混溶。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。”

②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。H2SO4+nH2O == H2SO4·nH2O

③浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。

9.浓硫酸的脱水性:有机物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。如蔗糖被浓硫酸脱水后生成了黑色的炭(碳化)。

C12H22O11==12C+11H2

10.浓硫酸作吸收剂:工业上接触法制取硫酸,为了防止形成酸雾,用98.3%的浓硫酸吸收SO3

(责任编辑:化学自习室)
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