高中化学硫性质.doc

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）
2Na+S===Na2S （剧烈反应并发生爆炸）
2Al+3SAl2S3（制取Al2S3的唯一途径）
Fe+S △ FeS（黑色）
2Cu + S △ Cu2S（黑色）
②与非金属反应
S+O2 点燃 SO2
S+H2 △ H2S（说明硫化氢不稳定）
③与化合物的反应
S+6HNO3（浓） △ H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+2H2SO4（浓） △ 2SO2↑+2H2O
3S+6NaOH △ 2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）
（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。
2、硫的氢化物
①硫化氢的制取：
Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S↑（不能用浓H2SO4或硝酸，因为H2S具有强还原性）
——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： 2H2S+O2 点燃 2S+2H2O（H2S过量）
　　　2H2S+3O2 点燃 2SO2+2H2O（O2过量）
B．强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、O2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化成S。
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。
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。
（3）比较SO2与CO2、SO3

SO2
CO2
SO3
主要物性
无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)
无色、无气味气体能溶于水(1:1)
无色固体.熔点（16.8℃）
与水反应
SO2+H2O H2SO3 中强酸
CO2+H2O H2CO2 弱酸
SO3+H2O==H2SO4(强酸)
与碱反应
SO2
SO2

Ca(OH)2 CaSO3↓ Ca(HSO3)2
清液 白 清液
CO2
CO2

Ca(OH)2 CaCO3↓
Ca(HCO3)2
清液 白↓ 清液
SO3+Ca(OH)2==CaSO4(微溶)
紫色石蕊
变红
变红
变红
品红
褪色
不褪色
不褪色
鉴定存在
能使品红褪色
又能使清石灰变浑浊
不能使品红褪色
但能使清石灰水变浑浊

氧化性
SO2+2H2S=2S↓+2H2O
高温
CO2+2Mg 点燃 2MgO+C
CO2+C 　＝ 2CO

还原性
有
无

与Na2O2作用
Na2O2+SO2==Na2SO4
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
2Na2O2+2SO3==2NaSO4+O2↑

（4）酸雨的形成和防治
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、2H2SO3+O2=2H2SO4。总反应：
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
浓H2SO4
氧化性
Br2 (I2、S)+SO2+H2O
S、△
C、△
Al(或Fe)
冷
足量Cu、△
足量Zn、△
Fe2+
HBr(HI、H2S)
SO2+H2O
SO2+CO2+H2O
钝化→运装浓H2SO4
CuSO4+SO2+H2O
ZnSO4+SO2(后有H2)+H2O
Fe3++SO2+H2O
只表现强
氧化性
兼有
酸性
脱水性
吸水性
C2H5OH
去结晶水
胆矾
作干燥剂
C+H2O
C2H4+H2O
糖等
无水CuSO4
中性气体
无强还原性气体
非碱性气体

可干燥
1700
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：

②SO42—的鉴定（干扰离子可能有：CO32-、SO32-、SiO32-、Ag＋、PO43－等）：
待测液澄清液白色沉淀（说明待测液中含有SO42-离子）
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。
5、硫酸的工业制法──接触法
1、生产过程:
三阶段
SO2制取和净化
SO2转化为SO3
SO3吸收和H2SO4的生成
三方程
高温

4FeS2＋11O2 　　　
2Fe2O3＋8SO2
催化剂

2SO2＋O2 2SO3
△

SO3＋H2O=H2SO4
三设备
沸腾炉
接触室
吸收塔
有
关
原
理
矿石粉碎,以增大矿石与空气的接触面，加快反应速率
逆流原理(热交换器)目的: 冷热气体流向相反，冷的SO2、O2、N2被预热，而热的SO3、SO2、O2、N2被冷却.
逆流原理(98.3%的浓硫酸从塔顶淋下，气体由下往上，流向相反，充分接触，吸收更完全)
设备中排出的气 体
炉气:SO2.N2.O2.矿尘(除尘).砷硒化合物(洗涤). H2O气(干燥)……
净化气:SO2.N2.O2
SO2、O2、N2、SO3
尾气：SO2及N2、O2
不能直接排入大气中
说 明
矿尘.杂质:易使催化剂“中毒”
H2O气:腐蚀设备、影响生产
反应条件——
理论需要：低温、高压、催化剂；实际应用：400℃～500℃、常压、催化剂
实际用98.3%的浓硫酸吸收SO3,以免形成酸雾不利于气体三氧化硫被进一步吸收
2、尾气处理： 氨水 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4+ SO2↑
NH4HSO3