實驗室製取二氧化硫為什麼優選亞硫酸鈉與濃硫酸反應,而不選銅與濃硫酸反應?二者有什麼優缺點?

時間 2021-05-05 18:02:15

1樓:Studio TBsoft

銅與濃硫酸的反應存在很多副反應,例如生成硫化銅等,因此銅與濃硫酸的反應經常可以看到反應液體中出現黑色的沉澱物(硫化銅),生成硫化銅後,部分硫酸中的+6價硫就被還原成為了-2價硫,而不是被還原成為二氧化硫中的+4價硫,導致二氧化硫產率下降。另外濃硫酸與銅反應需要加熱到較高的溫度,在加熱情況下,濃硫酸可能發生分解生成少量的三氧化硫,導致二氧化硫不純,使用98%濃硫酸也很不安全。

實際上,實驗室製取二氧化硫,以亞硫酸氫鈉作為原料比亞硫酸鈉要好,有著用酸量少,酸的濃度也不需要太高,可使用多種酸等優點,例如1:1的稀鹽酸、1:3—1:

5的稀硫酸、1:2的稀磷酸等,甚至3mol/L以上的硫酸氫鈉溶液也可以使用,還可以直接將亞硫酸氫鈉固體試劑與硫酸氫鈉固體試劑混合,滴加少量水,均可快速生成二氧化硫氣體,反應緩慢時可微熱。用亞硫酸鈉與硫酸反應製取二氧化硫,通常需要70%以上的硫酸,例如2:

1—3:1的硫酸,但不需要使用98%濃硫酸,反應緩慢時也需要微熱,用亞硫酸鈉與85%濃磷酸反應也可以製取二氧化硫,需要進行一定的加熱。

碳酸氫鈉與酸反應,比碳酸鈉與酸反應要劇烈得多,也是類似的道理。

那麼,中學化學教學中為什麼不使用亞硫酸氫鈉作為原料製取二氧化硫呢?因為很難存在純的亞硫酸氫鈉固體,亞硫酸氫鈉從溶液中結晶析出時,很容易發生失水反應得到焦亞硫酸鈉(Na2S2O5,也叫做偏重亞硫酸鈉):

2NaHSO3 = Na2S2O5 + H2O

因此,市售的亞硫酸氫鈉固體試劑實際都是NaHSO3與Na2S2O5的混合物,甚至往往以Na2S2O5為主要成分,Na2S2O5溶於水後重新水解得到NaHSO3,因此在水溶液中二者基本等價,但固體試劑幾乎沒有純NaHSO3這一知識點,會給中學化學教學增加不必要的難度,使用亞硫酸鈉作為原料製取二氧化硫,涉及的知識點就會簡單一些。

2樓:TZNG

銅比較貴,而且反應要加熱,而且生成的氣體中含有硫酸和三氧化硫。

亞硫酸鈉比較便宜,反應不用加熱,速率均勻,生成的氣體就是乾燥的二氧化硫氣體,基本沒有其他雜質。

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