實驗:三氧化硫的製備及性質研究

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三氧化硫是一種無色晶體,可用多種方法製備。本實驗介紹兩種實驗室常用的方法。

原料[編輯 | 編輯原始碼]

試劑 純度 外觀
五氧化二磷 AR 白色粉末
硫酸 AR 無色粘稠液體
硝酸 AR 無色液體
亞硫酸氫鈉 AR 白色粉末
銅片 AR 銅紅色片狀固體

製備[編輯 | 編輯原始碼]

五氧化二磷法[編輯 | 編輯原始碼]

將攪拌子和5 g五氧化二磷加入燒瓶,倒入2.5 mL濃硫酸,在攪拌下進行反應,反應溫度140~160°C[1]。反應裝置搭有冷凝管,不接冷凝水,否則會讓熱的三氧化硫氣體在冷的管壁上結晶而堵塞。[2]

需要注意:(1)該反應中所有玻璃器皿應使用磨口的,否則會被生成的三氧化硫所腐蝕。(2)如果對產物進行封管,需要注意避免加熱到三氧化硫,否則會使其氣化。

二氧化氮法[編輯 | 編輯原始碼]

將亞硫酸氫鈉固體置入燒瓶中,加入少量水,用滴液漏斗滴加硫酸,反應即發生:

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

將銅片放入燒瓶中,用滴液漏斗滴加硝酸,反應即發生:

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

將生成的二氧化硫氣體和二氧化氮氣體分別通入新的圓底燒瓶中,氣體接觸時立刻反應,燒瓶上逐漸結出白色晶體。注意燒瓶需要留出一個出氣口,出氣口需要加入乾燥劑,以防水汽進入。[3]

NO2 + SO2 → NO + SO3

由於NO和O2反應可以再次生成NO2,因此可以作為催化劑催化反應。這裡僅需借入一個鼓氣裝置,將乾燥的空氣(或氧氣)鼓入來維持反應:

2 SO2 + O2NO→ 2 SO3

性質研究[編輯 | 編輯原始碼]

注意事項[編輯 | 編輯原始碼]

硝酸屬於易制爆化學品、硫酸屬於易製毒化學品而受到管制。

使用硝酸、硫酸、五氧化二磷時應注意防護,它們都是腐蝕品。其中,硫酸和五氧化二磷還具有脫水性。

由於反應生成有毒氣體,氣體需要經過尾氣處理,或者在通風櫥內完成。

參考文獻[編輯 | 編輯原始碼]

  1. 【實驗簡述】三氧化硫的製備. miraculous_xp. 2017-11-04 [2019-01-24]. 
  2. 常亮. 三氧化硫晶體的製備及封管的製作[J]. 化學教學, 2006(1):8-8.
  3. 金學斌, 張以航. 製備三氧化硫的演示實驗[J]. 化學教學, 2001(12):9-9.
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