硫及其化合物
硫及其化合物
一、硫及其重要化合物的主要性质及用途: 1.硫:
(1)物理性质:硫为淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。
(2)化学性质:硫原子最外层6个电子,较易得电子,表现较强的氧化性。 ①与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成低价态)
AlS的唯一途径) 23
2S(黑色) ②与非金属反应
2 (说明硫化氢不稳定)
③与化合物的反应 4+6NO2↑+2H2O S+6HNO3+2H2O S+2H2SO42S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫)
(3农药、和火柴的原料。 2.硫的氢化物:
①硫化氢的物理性质:
H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体;能溶于水,密度比空气略大。 ②硫化氢的化学性质
A.可燃性:当nH2S/nO2≥2/1时,2H2S+O2
2O(H2S过量)
当nH2S/nO2≤2/3时,2H2S+3O2点燃2SO2+2H2O(O2过量)
当
2nH2S
2时,两种反应物全部反应完,而产物既有硫又有SO2 3nO2
3+
B.强还原性:常见氧化剂Cl2、Br2、I2、Fe、HNO3、浓H2SO4、KMnO4等,甚至SO2均可将H2S氧化。 C.不稳定性:300℃以上易受热分解 ③H2S的水溶液叫氢硫酸,是二元弱酸。 ④硫化氢的制取:
Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑
不用浓硫酸、浓盐酸制H2S的原因浓H2SO4有强氧化性,能氧化H2S;浓盐酸有挥发性,使产生的H2S气体中混有HCl气体。不用CuS(黑)、Ag2S(黑)、 PbS(黑)的原因是它们不溶于稀强酸。
⑤不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有CuS(黑)、Ag2S(黑)、 PbS(黑)它们可溶于浓硝酸。所以CuSO4、Pb(NO3)2可以与H2S反应生成沉淀: Pb(NO3)2+H2S===PbS↓+2HNO3。
⑥检验:用湿润的Pb(CH3COO) Pb(CH3COO) 2试纸检验H2S:2+H2S===PbS↓+2 CH3COOH;除杂:用CuSO4溶液除去H2S: CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4 3.硫的氧化物:
(1)二氧化硫:
①SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,容易液化,易溶于水。 ②SO2是酸性氧化物,能跟水反应生成亚硫酸,亚硫酸是中强酸。
③SO2有强还原性 常见氧化剂(见上)均可与SO2发生氧化一还原反应 如:SO2 + Cl 2 +2H2O == H2SO4 + 2HCl
④SO2也有一定的氧化性 2H2S + SO2 == 3S↓ +2H2O
⑤SO2具有漂白性,能跟有色有机化合物生成无色物质(可逆、非氧化还原反应)
⑥实验室制法:Na2SO3 + H2SO4(浓) == Na2SO3 + H2O +SO2↑ 或Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + 2H2O + SO2↑
(2)三氧化硫:是一种没有颜色易挥发的晶体;具有酸性氧化物的通性,遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。气态:具有强刺激性臭味有毒气体。
(3)比较SO2与CO2、SO3 酸雨的形成是一个十分复杂的大气化学和大气物理过程。酸雨中含有硫酸和硝酸等酸性物质,其中又以硫酸为主。从污染源排放出来的SO2、NOx(NO、NO2)是酸雨形成的主要起始物,因为大气中的SO2在光照、烟尘中的金属氧化物等的作用下,经氧化、溶于水等方式形成H2SO4,而NO被空气中氧气氧化为NO2,NO2直接溶于水形成HNO3,造成了雨水pH值降低,便形成了酸雨。
硫酸型酸雨的形成过程为:气相反应:2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4;液相反应:SO2+H2O=H2SO3、
Mn、Fe、Cu、V
2H2SO3+O2=2H2SO4。总反应:2SO22H2OO22H2SO4
2
3
2
5
硝酸型酸雨的形成过程为:2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。
引起硫酸型酸雨的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。
酸雨危害:①直接引起人的呼吸系统疾病;②使土壤酸化,损坏森林;③腐蚀建筑结构、工业装
备,电信电缆等。
酸雨防治与各种脱硫技术:要防治酸雨的污染,最根本的途径是减少人为的污染物排放。因此研究煤炭中硫资源的综合开发与利用、采取排烟脱硫技术回收二氧化硫、寻找替代能源、城市煤气化、提高燃煤效率等都是防止和治理酸雨的有效途径。目前比较成熟的方法是各种脱硫技术的应用。
在含硫矿物燃料中加生石灰,及时吸收燃烧过程中产生的SO2,这种方法称为“钙基固硫”,其反应方程式为:SO2+CaO=CaSO3,2CaSO3+O2=2CaSO4;也可采用烟气脱硫技术,用石灰浆液或石灰石在烟气吸收塔内循环,吸收烟气中的SO2,其反应方程式为:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2=2CaSO4。在冶金工业的烟道废气中,常混有大量的SO2和CO,它们都是大气的污染物,在773K和催化剂(铝矾土)的作用下,使二者反应可收回大量的硫黄,其反应原理为:SO2+2CO==S+CO2 4.硫酸:
①稀H2SO4具有酸的一般通性,而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性:
C+H2O SO2+H2O SO2+CO2+H2O
只表现强 氧化性
C2H4+H2无水S)
钝化→运装浓H2SO4
Br2(I2、S)+SO2+H2O
CuSO4+SO2+H2O 兼有
ZnSO4+SO2(后有H2)+H2O 酸性
无强还原性气体 非碱性气体 2—
Fe3++SO2+H2O
②SO4的鉴定(干扰离子可能有:CO3、SO3、SiO3、Ag、PO4等): 待测液
澄清液
白色沉淀(说明待测液中含有SO4离子)
2-
2-2-2-+3-
③硫酸的用途:制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药,用于铅蓄电池,作干燥
剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。
二、硫酸的工业制法──接触法: 1.生产过程:
2SO42(含N2,O2等)2.尾气处理: 氨水 (NH4)2SO3 (NHH4)2SO4+ SO2↑ SO
NH4HSO3
三、氧族元素: 1.氧族元素比较:
原子半径 O<S<Se<Te 单质氧化性 O2>S>Se>Te
单质颜色 无色 淡黄色 灰色 银白色 单质状态 气体 固体 固体 固体 氢化物稳定性 H2O>H2S>H2Se>H2Te
最高价含氧酸酸性 H2SO4>H2SeSO4>H2TeO4 2.O2和O3比较:
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