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三氧化硫

三氧化硫
物品简介
三氧化硫是一种硫的氧化物,分子式为SO3,是非极性分子。

它的气体形式是一种严重的污染物,是形成酸雨的主要来源之一。

常温下为无色透明油状液体或固体(取决于具体晶型),标况为固体,具有强刺激性臭味。

相对密度1.97(20℃)。

熔点16.83℃(289.8K)。

沸点44.8℃(101.3kPa、317.8K)。

强氧化剂,能被硫、磷、碳还原。

较硫酸、发烟硫酸的脱水作用更强。

对金属的腐蚀性比硫酸、发烟硫酸弱。

化学反应
SO3是硫酸(H2SO4)的酸酐。

因此,可以发生以下反应:
和水化合成硫酸:SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(aq) (△=-88 kJ/mol)
这个反应进行得非常迅速,而且是放热反应。

在大约340 °C以上时,硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。

三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯:
SO3 + SCl2 →SOCl2 + SO2
三氧化硫还可以与碱类发生反应,生成硫酸盐及其它物质,如:SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
三氧化硫不可用浓硫酸干燥,因为SO3和浓硫酸会生成焦硫酸:
H2SO4+SO3=H2S2O7
二氧化硫可转为三氧化硫:
制备
实验室制法
在实验室中常用浓硫酸与五氧化二磷共热制取三氧化硫,其中会产生磷酸。

在反应中生成的三氧化硫需要用冰水混合物冷却,尾气用浓硫酸(85%)吸收。

工业制法
SO3的工业制法是接触法。

二氧化硫通常通过硫的燃烧或黄铁矿矿石(一种含硫铁矿石,主要成分二硫化亚铁FeS2)的煅烧得到的,先通过静电沉淀进行提纯。

提纯后的SO2在400至600°C的温度下,用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催化剂)的五氧化二钒作为催化剂,将二氧化硫用氧气氧化为三氧化硫。

铂同样可以充当这个反应的催化剂但是价格昂贵,比混合物更容易发生催化剂中毒(导致失效)。

以这种方式制得的三氧化硫大部分都被转化为了硫酸,但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾,但如果采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。

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