第二节 硫酸和硝酸

硫酸

［实验 6—6］观察纯净的浓硫酸的颜色和状态，取下盛浓硫酸试剂瓶的瓶塞，观察它是否容易挥发。

纯净的浓硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体，不容易挥发。常用的浓硫酸中 H2SO4 的质量分数约是 98％，密度是 1.84 克/厘米 3。工业品浓硫酸因为含有杂质而显浅褐色。

图 6-1 干燥器

如果把一定质量浓硫酸放在敞口的容器里，经过一段时间，发现它的质量不但没有减少反而增加了，这是什么原因呢？原来浓硫酸有很强的吸水性，敞口容器里的浓硫酸吸收了空气里的水蒸气使质量增加。因为浓硫酸具有吸水性，故常用作干燥剂。实验室把浓硫酸放在干燥器(图 6—1)的底部， 在上面放上多孔的搁板，把需要干燥的物质放在蒸发皿或坩埚里，然后放在搁板上，盖上干燥器的玻璃盖，使干燥器上部的物质保持干燥。如果将某些含少量水蒸气的气体通过浓硫酸，这些气体也会得到干燥。

浓硫酸易溶于水，在溶解时要放出大量的热。

［实验 6—7］把浓硫酸沿着玻璃棒缓慢地注入盛有水的烧杯里(图 6—2 Ⅰ)，用玻璃棒不断搅动(图 6—2Ⅱ)，用手接触烧杯外壁，试试有什么感觉。

图 6-2 浓硫酸的稀释

把浓硫酸加入水中时，因为浓硫酸的密度比水大，先沉入水底，然后逐渐溶解，放出的热量使溶液的温度逐渐升高。

［议一议］如果把水加入浓硫酸中会发生什么现象？

如果把水倒入浓硫酸中，水的密度比浓硫酸小，浮在浓硫酸的上面，溶解时放出大量的热，水会剧烈沸腾，使硫酸的液滴向四周飞溅。为了防止发生伤害事故，在稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里，并不断搅动，使产生的热量迅速扩散(图 6—2)。切不可把水倒入浓硫酸里。浓硫酸对皮肤或衣服有很强的腐蚀性，如果不慎在皮肤或衣服上沾上浓

硫酸，应立即用布拭去，再用水冲洗干净。

稀硫酸跟盐酸的化学性质相似

1.稀硫酸能使石蕊试液变色

［实验 6—8］向盛有少量稀硫酸的试管里，滴加 2～3 滴石蕊试液，观察溶液颜色的变化。

实验表明，稀硫酸也能使紫色石蕊试液变成红色。2.稀硫酸跟金属的反应

我们知道，锌跟稀硫酸发生置换反应放出氢气，同时生成溶于水的硫酸锌。

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

(硫酸锌)

稀硫酸还能跟铁、镁、铝等金属发生置换反应放出氢气，并分别生成硫酸亚铁、硫酸镁、硫酸铝。

［练一练］分别写出铁、镁、铝等金属跟稀硫酸反应的化学方程式。 像硫酸锌 (ZnSO4) 、硫酸亚铁(FeSO4) 、硫酸镁(MgSO4) 、硫酸铝

［Al2(SO4)3］这类由金属离子和酸根离子组成的化合物叫做盐。

浓硫酸跟金属的反应与稀硫酸跟金属的反应不同，不能产生氢气。3.稀硫酸跟金属氧化物的反应

［实验 6—9］取一支试管，加入少量氧化铜，再向试管里加入 2～3 毫升稀硫酸，振荡试管，观察发生的现象。

［实验 6—10］向盛有稀硫酸的试管中，加入氧化铁粉末，振荡试管， 观察发生的现象。

实验表明，稀硫酸能跟氧化铜起反应，生成溶于水的硫酸铜。

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O

(硫酸铜)

稀硫酸跟氧化铁反应，生成硫酸铁。

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O

(硫酸铁)

稀硫酸和盐酸一样，还能跟氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化锌等多种金属氧化物反应，分别生成硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝、硫酸锌和水。

【练一练】写出氧化铝、氧化锌等跟稀硫酸反应的化学方程式。从以上实验可以看出，稀硫酸具有与盐酸相似的化学性质。

硫酸是一种非常重要的化工原料，广泛应用于生产化肥过磷酸钙和硫酸铵(俗名肥田粉)，还大量用于生产粘胶纤维(人造棉)、精炼石油、制造农药和染料、金属去锈以及有色金属的冶炼等等。

硝酸

［实验 6—11］观察浓硝酸的颜色、状态。取下盛浓硝酸的试剂瓶的瓶塞，观察在瓶口有什么现象发生？用手在瓶口轻轻地扇动，小心地闻它的气味。

纯净的硝酸是一种无色的液体，有刺激性气味。跟浓盐酸相似，硝酸也是一种易挥发的酸，在空气里放置时，因挥发出的 HNO3 气体跟水蒸气结合成硝酸小液滴，而形成白雾。常用浓硝酸中 HNO3 的质量分数约为 69％，密度是

1.42 克/厘米 3。

稀硝酸溶液也能使紫色石蕊试液变成红色。

硝酸也能跟某些金属氧化物，如氧化铜、氧化镁等起反应，分别生成硝酸铜、硝酸镁和水等。

CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O

(硝酸铜)

MgO+2HNO3=Mg(NO3)2+H2O

(硝酸镁)

硝酸与稀硫酸、盐酸不同，跟金属反应时，一般不能产生氢气。

浓硝酸跟可燃性物质相遇时，会使可燃性物质发生剧烈的氧化反应，引起燃烧。因此在保存和运输浓硝酸时，要避免跟可燃性物质相遇。硝酸还有很强的腐蚀性(俗名硝镪水)，使用时要特别小心。

硝酸是一种重要的化工原料，主要用于生产炸药、化肥、农药和染料等等。