硫酸の製法（接触法）と濃硫酸の性質
着眼点接触法の触媒は酸化バナジウム(V) \ce{V2O5}。濃硫酸の性質は「不揮発性・吸湿性・脱水作用・（熱濃硫酸の）酸化作用」の4つ。
\ce{S + O2 -> SO2}
\ce{2SO2 + O2 -> 2SO3}\quad(\ce{V2O5}\ 触媒)
\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}
\ce{SO3} は濃硫酸に吸収させて発煙硫酸とし、希硫酸で薄めて濃硫酸にする。
| 濃硫酸の性質 | 例 |
|---|---|
| 不揮発性 | \ce{NaCl} と加熱して \ce{HCl} を発生 |
| 吸湿性 | 乾燥剤（塩基性気体・\ce{H2S} 以外） |
| 脱水作用 | スクロースが黒く炭化／ギ酸から \ce{CO} |
| 酸化作用（熱濃硫酸） | 銅・銀を溶かして \ce{SO2} を発生 |
例題
1
原子量 H=1.0, O=16, S=32 とする。硫黄 32 kg をすべて硫酸にすると、質量パーセント濃度 98% の濃硫酸は何 kg 得られるか。
解答
S 1 mol から \ce{H2SO4} 1 mol ができる（S原子の保存）。
S：\dfrac{32\times10^3\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=1.0\times10^3\ \mathrm{mol}
\ce{H2SO4}（分子量98）：1.0\times10^3\times98=9.8\times10^4\ \mathrm{g}=98\ \mathrm{kg}
98% 溶液の質量：98\div0.98=100\ \mathrm{kg}
（検算：100\times0.98=98 kg が純硫酸 ✓）
答 1.0\times10^2 kg
S：\dfrac{32\times10^3\ \mathrm{g}}{32\ \mathrm{g/mol}}=1.0\times10^3\ \mathrm{mol}
\ce{H2SO4}（分子量98）：1.0\times10^3\times98=9.8\times10^4\ \mathrm{g}=98\ \mathrm{kg}
98% 溶液の質量：98\div0.98=100\ \mathrm{kg}
（検算：100\times0.98=98 kg が純硫酸 ✓）
答 1.0\times10^2 kg
確認問題
1
濃硫酸を希硫酸にしたとき、どの性質が失われ、どの性質が強く現れるか。
答え
吸湿性・脱水作用・酸化作用が失われ、強酸としての性質（電離して \ce{H+}）が現れる。