浓硫酸的特点、制取和安全

浓硫酸概述

浓硫酸，俗称坏水，指质量分数大于或等于70%的硫酸溶液，是一种具有高腐蚀性的强矿物酸，其化学分子式为H₂SO₄。浓硫酸还具有强腐蚀性：在常压下，沸腾的浓硫酸可以腐蚀除铱和钌之外所有金属（甚至包括金和铂），其可以腐蚀的金属单质种类的数量甚至超过了王水。硫酸在浓度高时具有强氧化性，这是它与稀硫酸Zda的区别之一。同时它还具有脱水性，难挥发性，酸性，吸水性等。

与硝酸一样，浓硫酸的还原产物因还原剂强度，种类，量的不同可能为S，H2S或SO2。

浓硫酸特性

1、强腐蚀性

浓硫酸具有很强的腐蚀性，若实验时是不小心溅到皮肤或衣服上，应立即用大量水冲洗，不仅能减少浓硫酸在皮肤上停留的时间，还能在diyi时间稀释浓硫酸，减少其对人体的伤害，并且就算其溶于水会有热量放出，但是大量事实证明，冲洗时流水会带走热量，产生的热对人体几乎无影响（切记不可用布擦，因为浓硫酸有强脱水性，接触皮肤后会使之炭化，用布会擦就会擦掉皮肤组织。

2、脱水性

脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。

脱水性是浓硫酸的化学特性，物质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。

蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭（炭化），并会产生二氧化硫，故实验一定要在通风良好的情况下进行，否则有一定危险。

3、吸水性

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，能吸附空气中的水。

常做干燥剂。浓硫酸常做为洗气装置，浓硫酸熟知的除了能够吸收空气中的水外，还可以干燥中性和酸性气体

例如中性气体：CO、氧气、氮气和所有的稀有气体

酸性气体：HCI气体、二氧化碳

浓硫酸不能用作碱性气体（例如氨气）的洗气装置，因为浓硫酸与氨气反应。

浓硫酸不可干燥溴化氢、碘化氢，硫化氢等还原性气体。

4、强氧化性

浓硫酸由于还原剂的量，种类的不同可能被还原为SO2，S或H2S：

例如，还原剂过量时，HBr，H2S和HI分别将浓硫酸还原为不同物质 ：

2HBr + H2SO4(浓) = Br2+SO2+ 2H2O

3H2S + H2SO4(浓) = 4S↓+ 4H2O

8HI + H2SO4(浓) = 4I2+H2S+ 4H2O

浓硫酸的危害

浓硫酸具有极高的腐蚀性，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。浓硫酸的危害主要体现在以下几个方面。 

1、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。

2、环境危害

对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。

3、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。

浓硫酸制取提纯

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+O2═2SO3（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+H2SO4═H2SO4 · x SO3(硫酸分子结合若干个三氧化硫分子，形成发烟硫酸)

SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）

加水

H2SO4·x SO3+xH2O═(x+1)H2SO4

H2S2O7+H2O═2H2SO4

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）

与稀硫酸区别

区别标准

硫酸的浓稀概念有一个大概的标准：Zgao的发烟硫酸密度约为2，含游离的SO3约60%。一般来说密度为1.61g/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。

鉴别方法

1．称重法

浓硫酸比稀硫酸密度大（98%的浓硫酸密度为1.84g/mL），故在相同的体积下，重的是浓硫酸。

2．粘度法

浓硫酸是粘稠的液体，而稀硫酸则接近于水的粘度，所以将试剂瓶拿起摇动几下，就可看出哪个是浓硫酸，液体较满时可取少许于试管中振荡。但是在没有对照时不推荐使用。

3．沸点法

硫酸是高沸点的酸，98%的浓硫酸沸点为338℃，故可取少许于试管中加热，先沸腾且有大量水蒸气产生的为稀硫酸，注意不要吸入蒸汽，因为会有少量酸液随水蒸出。难以沸腾的是浓硫酸。

4．稀释法

将浓硫酸沿着器壁慢慢注入水里，并不断搅拌。（切不可将水注入浓硫酸，这样会液滴四溅。解释：水的密度小，水会浮在浓硫酸上面，溶解时放出的热使水沸腾，造成硫酸液滴飞溅，非常危险）稀释时放出大量热的是浓硫酸

浓硫酸安全注意事项

1、操作安全

密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与还原剂、碱类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。稀释或制备溶液时，应把酸加入水中，避免沸腾和飞溅。

2、储存安全

储存于阴凉、通风的库房。库温不超过35℃，相对湿度不超过85%。保持容器密封。应与易（可）燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

3、运输安全

运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与易燃物或可燃物、还原剂、碱类、碱金属、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。

4、接触处理

如果不小心将硫酸滴在手上，立即用大量清水冲洗，并涂上浓度为3%左右的碳酸氢钠溶液，做完急救处理后，迅速到附近医院做灼伤处理，避免对皮肤有进一步伤害。

5、泄露处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。

小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。