浓硫酸、氟磺酸、氢氟酸、氢氧化钠为什么有腐蚀性？

2025-03-12 10:43:33

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回答1：

腐蚀是一种物理电化学变化，腐蚀分很多情况，如硫酸的是将被腐蚀物体中的H、O以2：1的比例脱出，因H2O的分子中H、O的比例也为2：1，故硫酸的腐蚀性又称脱水性；又如NaOH的腐蚀，它会破坏被腐蚀物体的蛋白质，从而产生腐蚀效果的。强酸不一定是强氧化性酸，而强氧化性酸可以将身体组织中的生命物质氧化产生腐蚀效果，并伴随着脱水和放热，所以他们具有腐蚀性。 1. HF 氢氟酸是氟化氢气体的水溶液,为无色透明至淡黄色冒烟液体。有刺激性气味。分子式：HF·H2O 相对密度 1.15～1.18。沸点112.2℃(按重量百分比计为38.2%)。市售通常浓度:约47% ，其溶质的质量分数可达35.35%。为高度危害毒物。最浓时的密度1.14g/cm3 沸点393.15K（120℃）。具有弱酸性，但浓时的电离度比稀时大而与一般弱电解质有别。腐蚀性强，对牙、骨损害较严重。对硅的化合物有强腐蚀性。应在密闭的塑料瓶内保存。用HF溶于水而得。用于雕刻玻璃、清洗铸件上的残砂、控制发酵、电抛光和清洗腐蚀半导体硅片（与HNO3的混酸）。因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强，使得氢氟酸在水中不能完全电离。氢氟酸能够溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃（二氧化硅），生成气态的四氟化硅反应方程式如下： SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2 H2O(l) 生成的SiF4可以继续和过量的HF作用，生成氟硅酸： SiF4(g)+2HF(aq)=H2[SiF6](aq) ，氟硅酸是一种二元强酸。正因如此，它必须储存在塑料（理论上讲，放在聚四氟乙烯做成的容器中会更好）、蜡质制或铅制的容器中。氢氟酸没有还原性。如果要长期储存，不仅需要一个密封容器，而且容器中应尽可能将空气排尽。工业制法：工业上用萤石（氟化钙 CaF2）和浓硫酸来制造氢氟酸。加热到250℃时，这两种物质便反应生成氟化氢。反应方程式为： CaF2 + H2SO4 （浓）→（加热） 2 HF + CaSO4 这个反应生成的蒸气是氟化氢、硫酸和其他几种副产品的混合物。在此之后氟化氢可以通过蒸馏来提纯。氟气与氢气混合后立刻爆炸，生成氟化氢 F2(g)+H2(g)=2HF(g) 其实关于氢氟酸，它在水溶液中有两个平衡： 1HF=H+ F- k1=7.2*10-4 2.HF+F-=HF2- k2=5.2 此时随着浓度增大（大于5mol），hf已经是“相当强的弱酸”了。 2.H2SO4 1．脱水性脱水指浓硫酸脱去非游离态水分子或脱去有机物中氢氧元素的过程。 (1)脱水性简介就硫酸而言，脱水性是浓硫酸的性质，而非稀硫酸的性质，浓硫酸有脱水性且脱水性很强。 (2)可被脱水的物质物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程，反应时，浓硫酸按水分子中氢氧原子数的比(2:1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子或脱去非游离态的结晶水，如五水合硫酸铜(CuSO4·5H2O)。 (3)炭化可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物，其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物，被脱水后生成了黑色的炭。浓硫酸如C12H22O11=浓硫酸=12C+11H2O (4)黑面包反应在200mL烧杯中放入20g蔗糖，加入几滴水，水加适量，搅拌均匀。然后再加入15mL质量分数为98%的浓硫酸，迅速搅拌。观察实验现象。可以看到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状的炭，还会闻到刺激性气味气体。（5）络合反应将SO3通入浓H2SO4中，则会有“发烟”现象。 H2SO4+SO3=H2S2O7(亦写为H2O·SO3·SO3) [2] 2．强氧化性 (1)跟金属反应 ①常温下浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 ②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)=加热=CuSO4+SO2↑+2H2O 2Fe+6H2SO4(浓)=加热=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O在上述反应中，硫酸表现出了强氧化性和酸性。 (2)非金属反应热的浓硫酸可将碳、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。在这类反应中，浓硫酸只表现出氧化性。 C+2H2SO4(浓)=加热=CO2↑+2SO2↑+2H2O S+2H2SO4 (浓)=加热=3SO2↑+2H2O 2P+5H2SO4 (浓)=加热=2H3PO4+5SO2↑+2H2O (3)跟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(稀)=S↓+SO2↑+2H2O 2HBr+H2SO4(稀)=Br2↑+SO2↑+2H2O 2HI+H2SO4(稀)=I2↓+SO2↑+2H2O 3．难挥发性制氯化氢、硝酸等（原理：高沸点酸制低沸点酸）如，用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体 NaCl(固)+H2SO4 (浓)=NaHSO4+HCl↑(常温) 2NaCl(固)+ H2SO4 (浓)=加热=Na2SO4+2HCl↑(加热) 再如，利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。酸性：制化肥，如氮肥、磷肥等 2NH3+ H2SO4 =(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2 H2SO4 =2CaSO4+Ca(H2PO4)2 稳定性：浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+ H2SO4 =Na2SO4+H2O+SO2↑ [3] 4.强酸性纯硫酸是无色油状液体，10.4°C时凝固。加热纯硫酸时，沸点290°C，并分解放出部分三氧化硫直至酸的浓度降到98.3%为止，这时硫酸为恒沸溶液，沸点338°C。无水硫酸体现酸性是给出质子的能力，纯硫酸仍然具有很强的酸性，98%硫酸与纯硫酸的酸性基本上没有差别，而溶解三氧化硫的发烟硫酸就是一种超酸体系了，酸性强于纯硫酸。但是广泛存在一种误区——稀硫酸的酸性强于浓硫酸，这种想法是错误的。的确，稀硫酸第一步电离完全，产生大量的水合氢离子H3O；但是浓硫酸和水一样，自身自偶电离会产生一部分硫酸合氢离子H3SO4，正是这一部分硫酸合质子，就导致纯硫酸具有非常强的酸性，虽然少，但是酸性却要比水合质子强得多，所以纯硫酸的哈米特酸度函数高达-12.0。纯硫酸是无色、粘稠，导电性能极高的油状液体，并不易挥发，但是加热沸腾前会产生大量的白雾状硫酸酸雾。纯硫酸是一种非常极性的液体，其介电系数大约为100。因为它分子与分子之间能够互相质子化对方，造成它极高的导电性，这是由于它发生自偶电离生成的两种离子所致，这个过程被称为质子自迁移。这种反应机理是和纯磷酸以及纯氢氟酸所同出一辙的。但纯硫酸达成这种反应平衡所需要的时间则比以上两者快得多，差不多是即时性的。 2H2SO4==H3SO4++HSO4- Kap(25°C)=[H3SO4+][HSO4-]=2.7×10^-4 在硫酸溶剂体系中，（H3SO4+）经常起酸的作用，能质子化很多物质产生离子型化合物：NaCl+ H2SO4→NaHSO4+HCl【不加热都能很快反应】 KNO3+ H2SO4→（K+）+（HSO4-）+HNO3 HNO3+ H2SO4→（NO2+）+（H3O+）+2（HSO4-） CH3COOH+ H2SO4→〔CH3C（OH）2+〕+（HSO4-） HSO3F+ H2SO4→（H3SO4+）+（SO3F-）【氟磺酸酸性更强】上述与HNO3的反应所产生的（NO2+），有助于芳香烃的硝化反应。 [3] 稀硫酸化学性质化学性质 1.可与多数金属（比铜活泼）和绝大多数金属氧化物反应，生成相应的硫酸盐和水 2.可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应，生成相应的硫酸盐和弱酸 3.可与碱反应生成相应的硫酸盐和水 4.可与氢前金属在一定条件下反应，生成相应的硫酸盐和氢气 5.加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。 [3] 常见误区稀硫酸在中学阶段，一般当成H2SO4=2H+ + SO4 2-，两次完全电离，其实不是这样的。根据硫酸酸度系数 pKa1:-3.00 pka2：1.99 其二级电离不够充分pka2：1.99，在稀硫酸中HSO4=可逆=H+ +SO4 2- 并未完全电离，1mol/L的硫酸一级电离完全，二级电离大概电离10%左右，也就是溶液中仍存在大量的HSO4-。而即使是NaHSO4溶液0.1Mol/L时，硫酸氢根也只电离了30%左右。

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