硫酸

硫酸 （正體）

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IUPAC英文名	Sulfuric acid
其他名称	漒水、镪水、绿矾油
识别
CAS号	7664-93-9
RTECS号	WS5600000
性质
化学式	H2SO4
摩尔质量	98.078 g mol-1
外观	无色无味清澈液体
密度	(液) 1.84 g/cm3
熔点	10 °C (283 K)
沸点	290 °C (563 K) (纯酸) (98%溶液沸点338°C)
在水中的 溶解度	完全混溶，放热
黏度	26.7 cP, 20°C
危险性
EU分类	强腐蚀性(C)
NFPA 704	0 3 2 COR
警示性质 标准词	R21,R35,R68/21/22
安全建议 标准词	S1/2, S26, S30, S45
闪点	不可燃
相关化学品
相关强酸	盐酸、硝酸
相关化学品	氢硫酸、亚硫酸 过一硫酸、三氧化硫 发烟硫酸
若非注明，所有数据都依从国际单位制，以及来自标准状况（25 °C, 100 kPa）的条件。

硫酸，分子式为H₂SO₄，是一种无色粘稠高密度的强腐蚀性液体。是一种重要的化工原料，也是一种常见的化学试剂。

目录 1 历史 2 自然界的存在 3 用途 4 物理性质 5 制备 6 浓硫酸的性质与稀释 6.1 脱水性 6.2 稀释硫酸 6.3 浓硫酸的氧化性质 6.4 氧化金属 6.5 氧化非金属 7 反应 7.1 跟活泼金属的反应 7.2 跟金属氧化物反应 7.3 跟某些盐反应 8 检验 9 酸雨 10 参见 11 参考资料及注释

历史

硫酸发现于公元8世纪。阿拉伯炼丹家贾比尔通过干馏硫酸亚铁晶体得到硫酸。

在古代中国，稀硫酸被称为绿矾油。

自然界的存在

硫酸常在火山周围的积水中被检出。大气污染产生的酸雨中也常含硫酸，主要产生过程是燃烧煤炭、石油等含硫物质产生二氧化硫，再于空气中被氧化并溶于水中。在生物界，有一种海蛞蝓（Notaspidean pleurobranchs）也能喷射含硫酸的分泌物来御敌。^[1]

用途

硫酸是工业上一种重要的化学品，它用途十分广泛，如制造肥料、非皂性清洁剂、护肤品、以及油漆添加剂与炸药。

物理性质

纯硫酸是无色、粘稠的油状液体，并不易挥发。

制备

历史上曾先后用铅室法和接触法制备硫酸。

采用接触法可大量制造廉价的硫酸。 制备二氧化硫的原料包括：硫和硫矿石，例如硫磺。在空气中燃烧硫磺可以产生二氧化硫气体。

S_(s) + O_2(g) → SO_2(g); ΔH = -298~kJ/mol

二氧化硫和空气会先经过净化，除去杂质，以免对下一过程采用的催化剂造成影响。

在常压和摄氏450度下，把二氧化硫和空气通过催化剂，制得三氧化硫。加上五氧化二钒（V₂O₅）作催化剂，就可产生三氧化硫。^[2]

2 SO_2(g) + O_2(g) ↔ 2 SO_3(g); ΔH = -196~kJ/mol

二氧化硫和氧的反应是一个可逆反应。

在吸收塔内，三氧化硫会溶于98%的硫酸中，形成发烟硫酸。

SO_3(g) + H₂SO_4(l) → H₂S₂O_7(l)

发烟硫酸经适量的水稀释后，便形成98%的硫酸，所制得的硫酸会被冷却及储存。

H₂S₂O_7(l) + H₂O_(l) → 2 H₂SO_4(l)

三氧化硫与水的反应非常剧烈，如果直接溶于水中，就会释出大量热能，并形成硫酸雾，阻碍溶解过程，而且难以收集。此外，三氧化硫在硫酸中的溶解度比水高，因此硫酸制造厂不会把三氧化硫直接溶于水。

SO_3(g) + H₂O_(l) → H₂SO_4(aq); ΔH = -132~kJ/mol

在反应过程中，五氧化二钒担当了一个中间物的角色：

V₂O_5(s) + SO_2(g) → 2 VO_2(s) + SO_3(g)

4 VO_2(s) + O_2(g) → 2 V₂O_5(s)

2 SO_2(g) + O_2(g) ↔ 2 SO_3(g)

浓硫酸的性质与稀释

浓硫酸是黏稠油状液体，具有吸水性，强氧化性以及脱水性。

脱水性

脱水性是指硫酸能将碳水化合物中的水份脱去（严格地说是把有机物中的氢、氧元素按水的组成比脱去），留下黑色的碳。例如将浓硫酸滴在方糖上，白色的糖逐渐转成黑色，并释出白色的气体(水蒸汽)。

C₆H₁₂O₆ → 6 C + 6 H₂O

稀释硫酸

硫酸溶于水放出大量热，可使水沸腾，因此稀释硫酸时应将浓硫酸沿杯壁缓慢倒入水中，同时不断搅拌，切不可将水倒入硫酸中，这样会导致水因为密度小于浓硫酸浮在浓硫酸上，并且沸腾使得浓硫酸溅出伤人。

浓硫酸的氧化性质

稀硫酸具有酸的一般性质，能与锌（Zn）、铁（Fe）、锰（Mn）、镍（Ni）、铝（Al）、镁（Mg）等活泼金属反应，释出氢气（H₂），但只有浓硫酸会与铜（Cu）产生反应。

浓硫酸是强氧化剂，在反应过程中，它被还原为二氧化硫（SO₂），硫的氧化数由+6降至+4。

氧化金属

热的浓硫酸可以氧化大部分金属。例如，它可与锌和铜反应，生成二氧化硫气体。

铜的氧化作用 半反应式：

Cu → Cu²⁺ + 2e^-

浓硫酸的还原作用 半反应式：

SO₄^2- + 2e^- + 4H⁺ → SO₂ + 2 H₂O

2 SO₄^2- + 2e^- + 4H⁺ → SO₄^2- + SO₂ + 2 H₂O

2 H₂SO₄ + 2e^- → SO₄^2- + SO₂ + 2 H₂O

把上述两个半反应式合并，便得到浓硫酸与铜的氧化还原反应的平衡方程式：

Cu + 2 H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2 H₂O

氧化非金属

热的浓硫酸可以氧化非金属，例如碳和硫。

C + 2 H₂SO₄ → CO₂ + 2 SO₂ + 2 H₂O

S + 2 H₂SO₄ → 3 SO₂ + 2 H₂O

在上述反应，碳和硫的氧化数由0升至+4。

补充：上述的反应必须是在加热的条件下，由于一般浓硫酸是不与非金属物质反应的。

反应

跟活泼金属的反应

硫酸可与活泼金属反应生成相应的硫酸盐和氢气。

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

跟金属氧化物反应

硫酸可与金属氧化物反应生成相应的硫酸盐和水。

CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O

Fe₂O₃ + 3 H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

跟某些盐反应

硫酸可与可溶性钡盐反应生成硫酸钡沉淀和相应的酸，可与碳酸盐反应生成相应的硫酸盐、水和二氧化碳。

H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl

Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

检验

中学范围内，能使石蕊变红的，即表示该物质带有酸性的，证明其有H⁺；加BaCl₂溶液生成白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不消失，证明其有SO₄^2-证明是硫酸。

酸雨

主条目：酸雨

由于燃烧硫磺所产生的二氧化硫会跟水混合产生硫酸及亚硫酸，现时先进国家都严格限制汽油内的硫化物含量，以免汽车运作时，所排出的废气跟雨水混合，成为了酸雨。酸雨可以严重侵蚀建筑物，威胁居民的安全。

参见

• 亚硫酸
• 过一硫酸

参考资料及注释

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