硫酸氢根

---

介绍

硫酸根离子化学式为SO₄²⁻，带有两个负电荷。四个氧原子围绕中心原子硫。它是硫酸的盐。

硫酸用碱（氢氧化钠）部分中和会生成硫酸氢钠，NaHSO₄。这种盐的相应离子是**硫酸氢根**，HSO₄⁻。这就是它被称为硫酸氢钠的原因。这种化学物质的母体化合物是硫酸，这也是它具有酸性的原因。但与硫酸相比，它的酸性较弱，因此在许多需要弱酸性化合物的场合，它经常被用作硫酸的替代品。

什么是硫酸氢根？

**硫酸氢根**是硫酸的盐，化学式为HSO₄⁻，以离子的形式存在，即阴离子。**硫酸氢根**含有氢、硫和氧三种元素。它也是一种含氧硫酸根阴离子。它是硫酸根的共轭酸，具有酸性，并具有优良的化学性质。硫酸氢根也称为硫酸氢根，因为它存在于硫酸氢钠NaHSO₄中。这种化合物的基本单元来源于硫酸H₂SO₄。它们是弱酸，常在某些反应需要弱酸性但即使稀释的硫酸也不能使用的情况下使用。**硫酸氢根**也是硫酸失去一个质子的去质子化形式。

硫酸氢根的结构

**硫酸氢根**包含一个硫原子、四个氧原子和一个氢离子。**硫酸氢根**的结构与甲烷分子类似，为四面体结构，结构如下：

硫酸氢根的化学反应

这种化学物质有很多化学反应。下面列出了一些反应。

• 它与水反应生成水合氢离子和硫酸根离子。反应式为：

$$\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:H_{2}O\rightarrow\:H_{3}O^{+}\:+\:SO_{4}^{2-}}$$

• **硫酸氢根**与硝酸根离子反应生成硫酸根离子和亚硝酸。反应式为：

$$\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:NO_{2}^{-}\:\rightarrow\:SO_{4}^{2-}\:+\:HNO_{2}}$$

硫酸氢根的用途

**硫酸氢根**有很多用途。其弱酸性和独特的化学性质使其在实验室和其他工业用途方面非常有用。其中一些列在下面。

• 它用于废水处理，去除氯残留物。

• **硫酸氢根**用于替代液态二氧化硫。

• **硫酸氢根**的钠盐用于制备硝石渣。

• 它用于生产硫酸。

• 它用于生产三氧化硫。

硫酸氢根和硫化氢有什么区别？

**硫酸氢根**和硫化氢是重要的含硫化合物。硫化氢的化学式为H₂S，而**硫酸氢根**的化学式为HSO₄⁻。尽管它们含有相同的元素，但这些化合物的物理和化学性质是不同的。这两种化合物的部分区别如下表所示。

解答示例

例1

1) 如何求出硫酸氢根中S的氧化数？

了解其他元素的氧化态有助于计算未知元素的氧化态。**硫酸氢根**中的硫（S）的氧化态可以通过这种方式找到。氢的氧化数为+1，氧的氧化数为-2。**硫酸氢根**的总电荷为-1。因此，可以通过将硫的氧化态设为x来计算氧化态或氧化数。

$$\mathrm{1\:+\:x\:+\:(-2)\:\times\:4\:=\:-1}$$

$$\mathrm{1\:+\:x\:-\:8\:=\:-1}$$

$$\mathrm{x\:-\:7\:=\:-1}$$

$$\mathrm{x\:=\:+6}$$

因此，**硫酸氢根**中S的氧化数为+6。

例2

2) 我们都知道，硫酸氢根或HSO₄⁻在水中既可以作为碱也可以作为酸。那么，在下列哪个方程式中，硫酸氢根充当酸，为什么？

• $\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:H_{2}O\rightarrow\:H_{2}SO_{4}\:+\:OH^{-}}$

• $\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:OH^{-}\:\rightarrow\:H_{2}SO_{4}\:+\:O_{2}^{-2}}$

• $\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:H_{2}O\:\rightarrow\:SO_{4}^{2-}\:+\:H_{3}O^{+}}$

• $\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:H_{3}O^{+}\rightarrow\:SO_{3}\:+\:2H_{2}O}$

酸是一种释放其中质子的化合物。因此，在给定的方程式中，释放H⁺或H₃O⁺离子的反应被认为是**硫酸氢根**可以充当酸的反应。第三个选项是一个**硫酸氢根**充当酸的反应的例子，因为生成了H₃O⁺。反应式为：

$$\mathrm{HSO_{4}^{-}\:+\:H_{2}O\rightarrow\:SO_{4}^{-2}\:+\:H_{3}O^{+}}$$

所有其他方程式都是**硫酸氢根**通过失去OH⁻离子或接受H⁺离子而充当碱的反应的例子。

结论

**硫酸氢根**是一种无机盐，化学式为HSO₄⁻，所以它是阴离子。它也称为硫酸氢根，因为它存在于硫酸氢钠中。它主要由硫酸制得，因此它具有中等酸性，并且经常在许多化学反应中用作硫酸的替代品。**硫酸氢根**具有四面体几何形状，硫位于中心，所有氧原子都围绕它。这种化合物的用途包括废水处理以及其他重要化学品的制备。硫化氢也是另一种含硫化合物。但**硫酸氢根**和硫化氢是具有不同性质的不同化合物。

常见问题

1. 硫酸氢根的熔点是多少？

**硫酸氢根**的熔点为59℃。这是硫酸氢钠这种硫酸氢盐的熔点。

2. 硫酸氢根的pH值是多少？

**硫酸氢根**是一种弱酸盐，pH值为1。

3. 硫化氢的用途是什么？

硫化氢用于制备硫、无机化合物的硫化物，这些硫化物可用于制造杀虫剂、染料、医药产品等。它也用于制备硫酸、重水等。

4. 什么是脱水？

涉及失去水分子的过程或化学反应称为脱水。它是水合过程的反向反应。有几种脱水剂，硫酸就是一个重要的例子。**硫酸氢根**在特定数量下也充当脱水剂。

5. 硫酸氢根是否溶于水？

这种化合物的钠盐硫酸氢钠，NaHSO₄，在水中中等溶解度。几乎所有金属硫酸盐都溶于水。