第四節 濃酸的性質和稀釋
濃氫氯酸

濃氫氯酸是指氯化氫的質量百分比濃度大約為 \(37 \%\) 的氯化氫水溶液(其摩爾濃度約為 \(12\) \(\text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\))。由於氫氯酸是氯化氫氣體溶於水而獲得的,所以氫氯酸(特別是濃氫氯酸)的揮發性很強。

下表以顯示濃氫氯酸的一些主要性質,及其產生的原因。

性質 原因
濃烈的氣味 高濃度的氫氯酸很容易揮發,所釋放的氯化氫氣體具有很強的酸味。
酸霧 氫氯酸中的氯化氫氣體揮發時,溶於空氣中的水份,形成酸性小液滴,即為酸霧。
酸性 濃氫氯酸中氯化氫的含量較稀酸高,所以與金屬、金屬碳酸鹽、金屬碳酸氫鹽等反應的速率高,酸性更強。
實驗室中的濃氫氯酸
濃硫酸

濃硫酸是指硫酸的質量百分比濃度大約為 \(95-97 \%\) 的硫酸(其摩爾濃度約為 \(18\) \(\text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\))。與濃氫氯酸不同的是,濃硫酸不具揮發性,所以不會形成酸霧。

與稀硫酸相比,濃硫酸除了具有一般的酸性之外,還具有很強的氧化性、腐蝕性以及吸濕性。因此,在與金屬反應時會呈現不同的性質。

下表以顯示濃硫酸的一些主要性質,及其產生的原因。

性質 原因
揮發性 濃硫酸不具揮發性。
酸霧 濃硫酸不具揮發性,所以不會產生酸霧。
酸性 濃硫酸雖然也具有一般酸的性質,但這不是它的主要性質。
主要性質 濃硫酸具有強氧化性、腐蝕性和吸濕性。
實驗室中的濃硫酸
濃硝酸

濃硝酸是指硝酸的質量百分比濃度大約為 \(68 \%\) 的硝酸(其摩爾濃度約為 \(16\) \(\text{mol}\ \text{d}{{\text{m}}^{-3}}\))。與濃氫氯酸、濃硫酸不同的是,濃硝酸極易分解,尤其是在與光線接觸的時候。

下表以顯示濃硝酸的一些主要性質,及其產生的原因。

性質 原因
揮發性 濃硝酸會分解生成二氧化氮,從而具有揮發性。
酸霧 濃硝酸分解出二氧化氮,與空氣中的水份形成酸霧。
酸性 濃硝酸雖然也具有一般酸的性質,但這不是它的主要性質。
主要性質 濃硝酸具有強氧化性,可與不活潑的金屬發生反應。
實驗室中的濃硝酸
濃酸的腐蝕性

濃酸具有很強的腐蝕性,能夠腐蝕皮膚、布料、金屬和紙張。通過右側的實驗,觀察濃硫酸對不同材質的影響,並根據觀察結果完成下表中的題目。

材質 現象
玻璃
  • 無變化
  • 變黑
  • 產生氣泡
紙片
  • 無變化
  • 變黑
  • 產生氣泡
木屑
  • 無變化
  • 變黑
  • 產生氣泡
鋅片
  • 無變化
  • 變黑
  • 產生氣泡
塑膠
  • 無變化
  • 變黑
  • 產生氣泡

結論:

濃硫酸可以腐蝕紙片、木屑、金屬(例如鋅片),但不會腐蝕玻璃和塑膠。

濃硫酸的腐蝕性
濃酸的吸濕性

濃硫酸除了具有強烈的腐蝕性以外,還具有其它濃酸不具有的特性——吸濕性。仔細觀察右側的實驗,了解濃硫酸的吸濕性。

由於濃硫酸具有吸濕性,可用作酸性物質或中性物質的乾燥劑。

濃硫酸的吸濕性
濃酸的稀釋

實驗中使用的稀酸都是通過濃酸和水混合製備的。與濃氫氯酸和濃硝酸不同,濃硫酸稀釋時會放出大量的熱。所以,稀釋濃硫酸時,必須一邊攪拌一邊慢慢地將濃硫酸加入大量的水中。仔細觀察右側的模擬實驗,思考錯誤操作可能帶來的後果,並完成下表。

操作步驟 是否正確 現象原因
水倒入酸
  • 操作正確
  • 操作錯誤
  • 混合時放出大量的熱使水沸騰濺出
  • 水倒入速度過快濺出
  • 水倒入時將濃硫酸濺出
酸快速倒入水
  • 操作正確
  • 操作錯誤
  • 濃硫酸快速倒入使水濺出
  • 快速混合時熱量來不及散出
  • 濃硫酸倒入水時水不會濺出
酸緩慢倒入水
  • 操作正確
  • 操作錯誤
  • 緩慢倒入時,水不會濺出
  • 緩慢倒入時,放出的熱量較少
  • 緩慢倒入並不斷攪拌有利於熱量散發

結論:

稀釋濃硫酸時,必須一邊攪拌,一邊將濃硫酸緩慢倒入大量水中。

濃硫酸的稀釋
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