逍遥学能 2015-11-21 11:11
最早人们习惯地把质量分数>75%的硫酸称浓硫酸，不足此数的称稀硫酸。后来发现Al、Fe、Cr在>93%的冷硫酸中可以钝化，可以用生铁，钢、铝等作容器来盛放浓硫酸，所以生产上又把硫酸含量在93%以上的称为浓硫酸，不足此数的就是稀硫酸。98. 3%的浓硫酸是恒沸溶液，人们普遍接受了把这种质量分数为98. 3%，沸点为338℃的硫酸称为标准浓硫酸。
浓硫酸有很强的吸水性，但只有一般意义上的93 % —98%的浓硫酸才有实际上可以作为干燥剂的价值。另外稀硫酸也有一定的吸水性，只是由于吸水能力比较弱。
硫酸时金属的腐蚀也独具个性。例如，橡胶和某些品种的塑料，能耐稀硫酸,，但不能耐浓硫酸，浓度低于75%的硫酸，不腐蚀铅，可以用铅制的设备和容器来盛放硫酸。浓度更高时，一般用铁作容器未盛放硫酸，当硫酸的浓度超过93%时，又不能用铅，这时铅也会被腐蚀。更为奇特的是，对于发烟硫酸，又不能用生铁，但可以用钢材—钢板、钢管或铸钢制品作容器和设备。
浓硫酸一定有强氧化性？由电势数据可见，硫酸只有在强还原剂存在下和高浓度(和高温下)才是强氧化剂。稀硫酸一定没有强氧化性？有趣的是，体积比为1:1的热的稀硫酸似乎有比冷的浓浓硫酸有更强的氧化性。体积比为1:1的热的稀硫酸(质量分数约是63 %)对Zn ,I—, Br—能显示出它的氧化性，还能把滤纸炭化(氧化)。
浓硫酸能使蓝色石蕊试纸先变红这不存在问题，为什么后来一直不炭化变黑呢?这是因为当1—2滴浓硫酸浸湿试纸后，浓硫酸被分散在较大的面积上，容易更迅速地吸收空气中的水，很快变成了氧化能力弱的稀硫酸。尽管吸水会放热， 1—2滴浓硫酸吸收空气中的水后温度升高有限(不超过10℃)，浓硫酸的氧化能力提高得十分有限，无力使试纸纤维素炭化变黑。唯独当在湿润的滤纸上加l滴浓硫酸，或是在己加了1—2滴浓浓硫酸的滤纸上再补加1滴水，这时，浓硫酸水合所放出的热量集中，可大大提高硫酸(实为热的稀硫酸)的氧化性，从而使滤纸炭化变黑。
铜与浓硫酸反应比较复杂，经过刘怀乐老师分析认为是：
所以认为，Cu与浓硫酸共热反应变黑，生成的黑色物是CuS 、Cu2 S 、Cu2 O、Cu2SO4和S等一系列物质的混合物。
其它观点：6，7两篇文献都将样品进行X射线衍射分析。认为反应在373K以前，硫化物的生成占绝对优势，在373K以后，氧化物的生成可能性增大，其含量将随温度递变。硫化物的价态为：Cu2 S、CuS等。氧化物的价态为： Cu2 O，CuO等。在一般加热条件下，浓硫酸与铜片反应生成的黑色物质应是硫化物和氧化物的混合物。
当浓硫酸的温度较低(约160℃)时，铜与浓硫酸反应的产物中会有大量黑色物质。该黑色物质为CuO和CuS的混合物。当浓硫酸的温度在240℃时，铜与浓硫酸反应的产物中会有少量黑色物质。该黑色物质为Cu7S4。当浓硫酸在接近沸腾(约338℃)时，铜与浓硫酸反应的产物中没有黑色物质，只能观察到有白色物质(CuSO4)生成。
参考文献：1刘怀乐，浓H2SO4吸水性实验四则，化学教学，1995年第12期，8—9
2刘怀乐，给硫酸加注几则教学参考，化学教学，2008年第9期，72—74
3刘怀乐，理性解读浓硫酸的吸水性、脱水性和氧化性，教学仪器与实验，2010年第3期，29—31
4刘怀乐，对浓浓H2SO4的若干再实践和再认识，化学教学，2011年第4期，50—52
5李颖，刘怀乐，对铜和浓硫酸共热反应实验变黑现象的再认识，化学教育，2007年第11期，51—54
6刘洪祥等， 铜片与浓硫酸反应生成的黑色物质的热力学讨论，浙江水产学院学报，1990年1期，27—34
7刘念等，对铜与浓硫酸反应黑色沉淀产物组成的探讨，中学化学，2013年第11期，23—24
来源：董新伟化学教学博客