二氧化硫可以直接變成硫酸嗎?

時間 2021-05-11 20:06:26

1樓:Studio TBsoft

「強酸制弱酸」這一原則只在通常情況下適用於復分解反應,不適用於氧化—還原反應,因為氧化—還原反應是電子轉移反應,反應進行的可能性取決於電極電勢(中學階段可理解為氧化性或者還原性的強弱)而不取決於酸性強弱。

在溶液中直接將二氧化硫或者亞硫酸氧化為硫酸,稱為二氧化硫的液相氧化,方法很多,例如鉛室法製備硫酸,實際主要是SO2的液相氧化,氧化劑主要是亞硝酸(HNO2),鉛室中主要反應如下:

NO + NO2 + H2O = 2HNO2

SO2 + 2HNO2 = H2SO4 + 2NO

2NO + O2 = 2NO2

總反應相當於:

2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4

鉛室中,一部分HNO2與H2SO4反應生成NOHSO4(亞硝基硫酸),相當於把HNO2看作「鹼」,與H2SO4反應生成的「鹽」。

HNO2 + H2SO4 = NOHSO4 + H2O

最後在脫硝塔中,含有NOHSO4的硫酸與熱的SO2反應,SO2被NOHSO4液相氧化,也得到H2SO4:

2NOHSO4 + SO2 + 2H2O = 3H2SO4 + 2NO

可見,鉛室法製備硫酸中,能夠液相氧化SO2得到H2SO4的氧化劑至少有兩種:HNO2和NOHSO4。

還有一些常見氧化劑也能液相氧化SO2,例如H2O2:

SO2 + H2O2 = H2SO4

此反應可用於工業脫硫(吸收SO2)或者實驗室製備稀H2SO4。再例如用Br2液相氧化SO2是實驗室製備氫溴酸的一種方法:

SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr

反應完成後蒸餾溶液即可將HBr分離出來。又例如,次氯酸鈣溶液或者漂白粉溶液也可以液相氧化SO2,過量SO2與Ca(ClO)2溶液的反應可寫作:

Ca(ClO)2 + 2H2O + 2SO2 = CaSO4↓ + H2SO4 + 2HCl

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