化学自习室移动版

 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)     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)NaHSO₄＋HCl↑；

NaHSO₄＋NaCl(固)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)     CaSO₄＋2HF↑

6．制C₂H₄(利用硫酸的催化剂和脱水性)：

CH₃CH₂OH     CH₂＝CH₂↑＋H₂O

7．制CO(利用硫酸的脱水性)：

HCOOH     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)2H₃PO₄＋3CaSO₄

2．制HNO₃(利用硫酸的难挥发性或高沸点酸)：

NaNO₃(固)＋H₂SO₄(浓)     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)NaHSO₄＋CH₃COOH↑；

2CH₃COONa(固)＋H₂SO₄(浓)Na₂SO₄＋2CH₃COOH↑

4．制磷肥(利用硫酸的强酸性)：

Ca₃(PO₄)₂＋2H₂SO₄(浓)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)： 

+HNO₃(浓)＋H₂O

2．制TNT(浓硫酸起催化剂和脱水剂作用)：

＋3HNO₃       ＋3H₂O

3．制苯磺酸(浓硫酸作磺化剂)：                       　　　　　

   ＋H₂SO₄(浓)       ＋H₂O

4．制乙酸乙酯(浓硫酸起催化剂和吸水剂作用)：

CH₃COOH＋CH₃CH₂OHCH₃COOCH₂CH₃＋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)＋nH₂O     nC₆H₁₂O₆(葡萄糖)

②(C₆H₁₀O₅)n(淀粉)＋nH₂O     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       [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]n＋3nH₂O

7．酯水解(稀硫酸作催化剂)： 

CH₃COOCH₂CH₃＋H₂O     CH₃COOH＋C₂H₅OH

8．油脂水解(稀硫酸作催化剂)：油脂+H₂O       甘油+高级脂肪酸

9．糖类水解(稀硫酸作催化剂)：

C₁₂H₂₂O₁₁(蔗糖)＋H₂O      C₆H₁₂O₆(果糖)＋C₆H₁₂O₆(葡萄糖)

C₁₂H₂₂O₁₁(麦芽糖)＋H₂O 2C₆H₁₂O₆(葡萄糖)

10．乙烯水化(稀硫酸作催化剂)：CH₂=CH₂+H₂O       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。SO₄^2-＋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)+CuCuSO₄+2H₂O+SO₂↑ ；

C＋2H₂SO₄(浓)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)Fe₂(SO₄)₃＋3SO₂↑＋6H₂O；

2Al＋6H₂SO₄(浓)    Al₂(SO₄)₃＋3SO₂↑＋6H₂O 

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+11H₂O 

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。