质量分数98%的浓硫酸，浓度为何不是100%？

质量分数为98的浓硫酸是一种具有强氧化性、强脱水性和强腐蚀性的无机强酸，其化学式为H₂SO₄，分子量为98.08 g/mol，因此98%的浓硫酸可近似看作其饱和溶液，也是实验室和工业中应用最广泛的硫酸浓度之一，这种浓度的硫酸在常温下为无色油状液体，密度约为1.84 g/cm³，沸点高达337 ℃，难挥发，易溶于水，且溶解过程中会释放大量热，因此稀释时必须将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中，并不断搅拌，以防局部过热导致酸液飞溅。

从组成来看,98%的浓硫酸中含H₂SO₄ 98 g，H₂O 2 g，其物质的量浓度约为18.4 mol/L，这种高浓度的硫酸中，硫酸分子通过氢键形成复杂的缔合结构，使得其表现出不同于稀硫酸的特殊化学性质，在酸性方面，虽然硫酸在水溶液中能完全电离出H⁺，但浓硫酸的电离程度较低，主要以分子形式存在，因此其酸性主要体现在与活泼金属反应或作为脱水剂时，而非典型的H⁺参与的反应，浓硫酸与铜共热时，表现出强氧化性，生成SO₂气体，而稀硫酸则不能与铜反应。

在工业生产中,98%浓硫酸主要通过接触法制备，以硫铁矿或硫磺为原料，经焙烧、接触氧化、三氧化硫吸收等工序制得，三氧化硫的吸收环节至关重要，若用水直接吸收会形成酸雾，降低吸收效率，因此常用98%的硫酸来吸收SO₃，生成发烟硫酸，再稀释至98%浓硫酸，这种浓度的硫酸因其稳定性高、便于储存和运输，成为硫酸产品中的主流规格，广泛应用于化肥、冶金、石油炼制、有机合成等领域，在化肥工业中，98%浓硫酸用于生产磷酸铵、过磷酸钙等磷肥；在冶金工业中，用于金属酸洗去除表面氧化物；在石油工业中，作为烷基化反应的催化剂。

在实验室应用中,98%浓硫酸是重要的干燥剂和脱水剂，由于其吸水性强且不与大多数无机气体反应（除NH₃、H₂S等碱性气体外），常用于干燥中性或酸性气体，如Cl₂、CO₂、H₂等，其强脱水性能使有机物中的氢、氧原子按2:1的比例脱去，导致碳化变黑，例如蔗糖、纤维素等与浓硫酸接触后会脱水产生炭黑，并伴随放热现象，浓硫酸还具有强腐蚀性，能腐蚀金属、织物、皮肤等，使用时需佩戴防护用具，如耐酸手套、护目镜等，若不慎接触皮肤，应立即用大量水冲洗，再涂上碳酸氢钠溶液。

储存和运输98%浓硫酸时，需特别注意其安全性和稳定性，浓硫酸应储存于耐酸材质的容器中，如玻璃、陶瓷或钢制储罐（因其具有钝化性，常温下不与浓硫酸反应），储存环境需阴凉、通风，远离易燃物、碱类和活泼金属，运输过程中应避免剧烈震动和撞击，防止容器破损导致泄漏，若发生泄漏，需用沙土、蛭石等惰性材料吸收，再中和处理（如用熟石灰），严禁直接用水冲洗，以免稀释后腐蚀性增强。

在化学反应中,98%浓硫酸的氧化性尤为突出，尤其在加热条件下，能氧化许多非金属和金属，与碳反应生成CO₂和SO₂，与硫反应生成SO₂，与铁、铝等金属在常温下因钝化而不反应，但加热时能生成相应的硫酸盐和SO₂，浓硫酸还能发生磺化反应，如与苯在加热条件下生成苯磺酸，是有机合成中的重要中间体，在有机合成中，浓硫酸还常作为催化剂或脱水剂参与酯化反应、硝化反应等，其高浓度和强酸性使其在反应中发挥独特作用。

从安全角度看,98%浓硫酸的危险性不容忽视，其强腐蚀性可造成严重化学灼伤，吸入其蒸气会刺激呼吸道，导致黏膜损伤；误服会灼伤消化道，甚至危及生命，操作场所必须配备应急冲洗设备和灭火器材（如干粉灭火器，严禁用水扑救硫酸引发的火灾），废液处理时需中和至中性，方可排放，避免污染环境，在工业生产中，需严格遵守安全操作规程，定期检查储存设备，防止泄漏事故发生。

以下是关于质量分数为98%浓硫酸的相关问答FAQs：

Q1：为什么实验室常用98%的浓硫酸作为干燥剂，而不用稀硫酸？
A1：98%浓硫酸具有极强的吸水性，能高效吸收气体中的水分，且其高浓度下电离出的H⁺较少，不易与被干燥气体发生反应（如不氧化还原性气体，不与酸性气体反应），而稀硫酸中水分含量高，吸水能力弱，且电离出的H⁺可能与某些气体（如NH₃）反应，或作为电解质促进气体溶解，因此不适合作为干燥剂。

Q2：稀释98%浓硫酸时，为何必须将浓硫酸注入水中，而不能将水倒入浓硫酸中？
A2：浓硫酸溶于水会释放大量热量（稀释热），其密度远大于水（1.84 g/cm³ vs 1 g/cm³），若将水倒入浓硫酸中，水会浮在硫酸表面，局部放热导致水剧烈沸腾，使酸液飞溅，造成危险；而将浓硫酸缓慢注入水中，硫酸沉入水底，热量通过水迅速扩散，可避免局部过热，确保稀释过程安全。