实验:三氧化硫的制备及性质研究

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三氧化硫是一种无色晶体,可用多种方法制备。本实验介绍两种实验室常用的方法。

原料[编辑 | 编辑源代码]

试剂 纯度 外观
五氧化二磷 AR 白色粉末
硫酸 AR 无色粘稠液体
硝酸 AR 无色液体
亚硫酸氢钠 AR 白色粉末
铜片 AR 铜红色片状固体

制备[编辑 | 编辑源代码]

五氧化二磷法[编辑 | 编辑源代码]

将搅拌子和5 g五氧化二磷加入烧瓶,倒入2.5 mL浓硫酸,在搅拌下进行反应,反应温度140~160°C[1]。反应装置搭有冷凝管,不接冷凝水,否则会让热的三氧化硫气体在冷的管壁上结晶而堵塞。[2]

需要注意:(1)该反应中所有玻璃器皿应使用磨口的,否则会被生成的三氧化硫所腐蚀。(2)如果对产物进行封管,需要注意避免加热到三氧化硫,否则会使其气化。

二氧化氮法[编辑 | 编辑源代码]

将亚硫酸氢钠固体置入烧瓶中,加入少量水,用滴液漏斗滴加硫酸,反应即发生:

2 NaHSO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2 SO2

将铜片放入烧瓶中,用滴液漏斗滴加硝酸,反应即发生:

Cu + 4 HNO3 → Cu(NO3)2 + 2 NO2↑ + 2 H2O

将生成的二氧化硫气体和二氧化氮气体分别通入新的圆底烧瓶中,气体接触时立刻反应,烧瓶上逐渐结出白色晶体。注意烧瓶需要留出一个出气口,出气口需要加入干燥剂,以防水汽进入。[3]

NO2 + SO2 → NO + SO3

由于NO和O2反应可以再次生成NO2,因此可以作为催化剂催化反应。这里仅需借入一个鼓气装置,将干燥的空气(或氧气)鼓入来维持反应:

2 SO2 + O2NO→ 2 SO3

性质研究[编辑 | 编辑源代码]

注意事项[编辑 | 编辑源代码]

硝酸属于易制爆化学品、硫酸属于易制毒化学品而受到管制。

使用硝酸、硫酸、五氧化二磷时应注意防护,它们都是腐蚀品。其中,硫酸和五氧化二磷还具有脱水性。

由于反应生成有毒气体,气体需要经过尾气处理,或者在通风橱内完成。

参考文献[编辑 | 编辑源代码]

  1. 【实验简述】三氧化硫的制备. miraculous_xp. 2017-11-04 [2019-01-24]. 
  2. 常亮. 三氧化硫晶体的制备及封管的制作[J]. 化学教学, 2006(1):8-8.
  3. 金学斌, 张以航. 制备三氧化硫的演示实验[J]. 化学教学, 2001(12):9-9.
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