IB化学必会六大强酸及应用讲解

　　通过之前的化学的学习，我们已经知道三大强酸为盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3），在IB化学学习中，又有三种酸也加入强酸行列，分别是高氯酸（HClO4）、氢溴酸（HBr）、氢碘酸（HI），其中高氯酸的酸性为所有无机酸中最强，而氢溴酸、氢碘酸的酸性则比盐酸还要强。

　　盐酸 HCl

　　1、盐酸是氢氯酸的俗称，是氯化氢(HCl)气体的水溶液，为无色透明的一元强酸；工业上用的盐酸常因含有FeCl3等杂质而略带黄色。有刺激性气味、有酸味。常用的浓盐酸中的质量分数为37%~38%，密度为1.19g/cm3，物质的量浓度约为12.0mol•L-1。

　　注意：浓盐酸易挥发，敞口放置溶质HCl氯化氢质量减小，溶剂质量不变，溶液溶质质量分数变小。浓硫酸具有吸水性，敞口放置吸收空气中的水，溶剂质量增加，溶液溶质质量分数变小。

　　2、盐酸的首次发现：公元800年的一个信奉伊斯兰教，名为贾比尔·伊本·哈扬的阿拉伯化学家/炼金师，将氯化钠和硫酸混合从而第一次制取了盐酸。

　　3、盐酸是一种重要的化工产品，用于金属除锈、制造药物（如盐酸麻黄素、氯化锌）等。人体胃液中也含有少量的盐酸，帮助消化。

　　4、盐酸的特性

　　（1）浓盐酸具有挥发性。打开浓盐酸的试剂瓶，会观察到瓶口有白雾出现，那是因为从浓盐酸瓶中挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气接触，形成盐酸小液滴，故在开启的瓶口处形成白雾，不是白烟。在化学中“烟”是指细小的固体颗粒，“雾”是指液态的小液滴。

　　（2）浓盐酸具有强烈的腐蚀性。使用时要注意安全。

　　（3）盐酸的通性：①使指示剂变色；②与金属反应制取氢气；③与金属氧化物反应生成相应的盐和水；④与盐反应，生成另一种酸和另一种盐。

　　（4）还原性

　　①4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑（实验室制取氯气）

　　②2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

　　③NaClO+2HCl=NaCl+Cl2↑+H2O(氯元素的归中反应)

　　（5）强酸制弱酸：CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl

　　5、工业制盐酸：H2+Cl2

　　2HCl然后用水吸收，在合成塔内完成。

　　6、实验室制盐酸：2NaCl(s)+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl↑

　　7、离子反应中的拆与不拆：浓盐酸浓度为37%~38%，溶液中主要以离子形式存在，所以在书写离子方程式时浓盐酸要拆开。

　　如浓盐酸与共热制氯气4HCl(浓)+MnO2MnCl2+2H2O+Cl2↑的离子方程式为4H++ 2Cl-+ MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O。

　　H2SO4硫酸

　　1、无水硫酸为无色粘稠的油状液体，为二元无机强酸。有酸味，实验室常用浓硫酸的溶质质量分数为98%，密度为1.84g/cm3，物质的量浓度约为18.4mol•L-1。

　　2、浓硫酸在打开瓶盖后瓶口上方无明显现象。

　　3、硫酸的首次发现：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。

　　4、硫酸是一种重要的化工原料，用于生产化肥、农药、火药、染料、冶炼金属、精炼石油和金属除锈等。利用浓硫酸的吸水性，实验室中常用它做干燥剂。

　　5、浓硫酸的特性及应用

　　（1）浓硫酸具有吸水性，可做干燥剂。如果浓硫酸长期露置在空气中，会吸收空气中的水蒸气，使浓硫酸的溶质质量分数变小。浓硫酸能够干燥不和它反应的气体，如O2、H2、CO2、等，但不能干燥能和它反应的NH3．

　　（2）浓硫酸具有脱水性。它能夺取纸张、木材、皮肤（都由碳、氢、氧等元素的化合物组成）里的水分，生成黑色的炭。所以使用浓硫酸时要格外小心，如果不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上，应立即用大量和水冲洗，然后涂上３%～５%的碳酸氢钠溶液。

　　C12H22O11

　　12C+11H2O

　　C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O

　　（3）浓硫酸具有强烈的腐蚀性。使用时要注意安全。

　　（4）浓硫酸的稀释：浓硫酸溶于水时会放出大量的热，这是因为硫酸与水结合成水合物的过程中放出的热量大于其分子扩散过程中吸收的热量。所以在稀释浓硫酸时绝对不可将水倒入浓硫酸中，而是要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水里，并用玻璃棒不断搅拌，使产生的大量的热迅速扩散。

　　注意：在稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿器壁慢慢倒入水中，并不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸中，可简单的记为十二字真言“酸入水，沿器壁，缓慢倒，不断搅”。如果水倒进浓硫酸中，由于水的密度小，浮在硫酸的上面，硫酸溶解时放出的热量不易散失，使水暴沸，带着酸向四处飞溅，有可能发生意外。

　　（5）常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。

　　（6）浓硫酸的强氧化性和酸性

　　①加热时，浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成高价金属硫酸盐，本身一般被还原成二氧化硫。

　　Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

　　在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。

　　②热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸，本身被还原为二氧化硫。

　　C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O

　　S+H2SO4(浓)2SO2↑+2H2O

　　2P+5H2SO4(浓)=2H3PO4+5SO2↑+2H2O

　　在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。

　　③与其他还原性物质反应

　　浓硫酸具有强氧化性，实验室制取硫化氢、溴化氢、碘化氢等还原性气体不能选用浓硫酸。

　　H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O

　　2HBr+H2SO4(浓)=Br2↑+SO2↑+2H2O

　　2HI+H2SO4(浓)=I2↓+SO2↑+2H2O

　　（7）作催化剂

　　①制取乙烯时作催化剂

　　原理：CH3CH2OHC2H4↑+H2O

　　生成副产品乙醚：

　　2CH3CH2OH

　　CH3CH2OCH2CH3+ H2O　　

　　净化：杂质为CO2、SO2、H2O，可用NaOH溶液除去CO2、SO2，再用浓硫酸干燥。

　　【小窍门：要除去中性气体中的酸性气体，用强碱溶液或碱石灰吸收。如：C2H4中的混有的CO2、SO2用NaOH溶液吸收除去。还可用CuSO4或Pb(NO3)2等溶液除去。】

　　收集：用排水法收集

　　检验：溴水或酸性KMnO4溶液（褪色）。

　　②制取乙酸乙酯时作催化剂：

　　CH3COOH + C2H5OH

　　CH3COOC2H5+ H2O

　　浓硫酸做催化剂和脱水剂。　　

　　③甲苯与浓硝酸在浓硫酸、加热的条件下生成炸药TNT：

　　+3HNO3

　　+3H2O。

　　④酯类的水解，稀硫酸作催化剂

　　CH3COOCH2CH3+ H2O

　　CH3COOH+ CH3CH2OH　　

　　（8）铅蓄电池（浓硫酸做电解质溶液）

　　（负极—Pb，正极—PbO2，电解液—浓硫酸）

　　总反应：PbO2+Pb + 2H2SO42PbSO4+ 2H2O

　　放电：

　　负极：Pb + SO42--2e-＝PbSO4

　　正极：PbO2+4H++ SO42-+ 2e-＝PbSO4+ 2H2O

　　【放电时二氧化铅电极上发生还原反应，铅电极上发生氧化反应。充电时，二氧化铅电极上发生氧化反应，铅电极上发生还原反应。】

　　充电：

　　阴极：PbSO4+ 2H+＋2e-= Pb+H2SO4

　　阳极：PbSO4+ 2H2O－2e-= PbO2+ H2SO4+ 2H+

　　5、工业制硫酸：

　　①制取二氧化硫（沸腾炉）：24FeS2+11O2=高温=8SO2+2Fe2O3

　　②将二氧化硫溶于水变成亚硫酸（接触室）：2SO2+O2⇌（加热、催化剂）2SO3

　　③亚硫酸氧化得硫酸（吸收塔）：SO3+H2O=H2SO4。

　　6、离子反应中的拆与不拆：浓硫酸、浓磷酸与固体的反应不能写成离子方程式。

　　如浓硫酸与铜片共热不能写成：Cu+4H+＋SO42-＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O，浓硫酸不拆，应该是：Cu＋2H2SO4（浓）＝CuSO4＋SO2↑＋2H2O。

　　解释：浓硫酸中的水很少，不能电离，以分子的形式存在；该反应生成的水被浓硫酸吸收，所以生成的CuSO4不能也电离。

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