硫及其化合物

硫及其化合物

元素

• 游离态，化合态
• 黄铁矿 $ \mathrm{FeS_2}$ 、黄铜矿 $ \mathrm{CuFeS_2}$、石膏 $ \mathrm{CaSO_4\cdot 2H_2O}$、芒硝 $ \mathrm{Na_2SO_4\cdot 10 H_2O}$

单质

物理性质

• 黄色晶体、质脆、难溶于水、微溶于酒精、易溶于 $ \mathrm{CS_2}$

化学性质 4（金属单质 非金属单质 与酸反应 与碱反应）

金属单质 （\(\ce{Fe}\)、$ \ce{Cu}$）

• \(\ce{Fe + S ->[\Delta] FeS}\) 硫化亚铁 黑色固体
• \(\ce {2Cu + S ->[\Delta] Cu2S}\) 硫化亚铜 黑色固体

非金属单质（\(\ce{H2}\)、\(\ce{O2}\)）

• \(\ce{H2 + S ->[\Delta] H2S}\)
• \(\ce{O2 + S ->[点燃] SO2}\) 想要生成 \(\ce{SO3}\) 需要有催化剂

与酸反应（\(\ce{HNO3(浓)}\)）

• \(\ce{S + 6HNO3(浓) ->[\Delta] H2SO4 + 6NO2 ^ + 2H2O}\)

与碱反应（\(\ce{NaOH(浓)}\)）

• \(\ce{3S + 6NaOH(浓)->[\Delta] 2Na_2S + Na_2SO3 + 3H2O}\)

用途

• 制硫酸、制火药、制药皂

氧化物（\(\ce{SO2}\)）

物理性质

• 无色，有刺激性气味，易溶于水，密度大于空气

化学性质 4 （酸性氧化物 强还原性 弱氧化性 漂白）

酸性氧化物（通性 \(\ce{Na Ca H_2O}\)）

• \(\ce{SO2(少) + 2NaOH -> Na_2SO3 + H2O}\)

• \(\ce{SO2(足) + NaOH -> NaHSO3}\)

• \(\ce{SO2(少) + Ca(OH)2 -> CaSO3 v + H2O}\)

• \(\ce{2SO2(足) + Ca(OH)_2 -> Ca(HSO3)2(可溶)}\)

• \(\ce{SO2 + CaO -> CaSO3}\)

• \(\ce{SO2 + H2O <=> H2SO3}\)

强还原性（非溶液 溶液）

• \(\ce{2SO2 + O2 <=>[催化剂][\Delta] 2SO3}\)
• \(\ce{SO2 -> SO4^{2-}}\)

弱还原性（\(\ce{H2S}\)）

• \(\ce{SO2 + 2H2S -> 3S + 2H2O}\)

漂白

• 暂时漂白品红，纸，毛，丝，有机色素。不稳定

制备

• \(\ce{2H2SO4(浓) + Cu ->[\Delta] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\)
• \(\ce{Na2SO3(s) + H2SO4 (70\%)-> Na2SO4 + SO2 ^ + H2O}\)

用途

• 制备硫酸，防腐剂，漂白

氧化物 \(\ce {SO3}\)

物理性质

• 分子晶体，与水互溶

化学性质 1（酸性氧化物的通性）

• \(\ce{SO3 + 2NaOH -> Na2SO4 + H2O}\)
• \(\ce {SO3 + CaO -> CaSO4}\)
• \(\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}\)

酸雨

• 定义 PH \(< 5.6\) 的雨水
• 人为因素 \(\ce{SO2 NO_{x}}\)
• 危害：土壤酸化，农作物减产，损坏建筑，呼吸道疾病
• 消除：新能源，燃煤脱硫，尾气处理
• \(\ce{CaCO3->[高温] CaO + CO_2 ^}\) \(\ce{CaO + SO2 + O2 ->[\Delta] CaSO4}\)

硫氢酸 \(\ce{H2S}\)

物理性质

• 臭鸡蛋气味，剧毒，可溶于水，密度略大于空气

化学性质 4 （酸性 还原性 不稳定 沉淀）

酸性（\(\ce {Na}\)）

• \(\ce{H2S(少) + 2OH- -> 2H2O + S^{2-}}\)

• \(\ce{H2S(过) + OH- -> H2O + HS-}\)

• \(\ce{ H2S + S^{2-} -> 2HS-}\)

还原性

• \(\ce{S^{2-} -> S}\)
• 过量 \(\ce{O2}\) 生成 \(\ce{SO2}\)

不稳定

• \(\ce{H2S ->[\Delta] H_2 +S}\)

沉淀

• \(\ce{H2S + CuSO4 -> CuS v + H2SO4}\) 不满足强酸制取弱酸的一般规律

制备

• \(\ce{FeS + H2SO4 -> H2S ^ + FeSO4}\)

亚硫酸（\(\ce{H2SO3}\)）

化学性质 3 （酸性 还原性 不稳定性）

酸性

• \(\ce{H2SO3 + NaOH(过) ->Na2SO3 + 2H2O}\)

• \(\ce{H2SO3 + NaOH(少) -> NaHSO3 + H2O}\)

• \(\ce{H2SO3 + Na2SO3 -> NaHSO3}\)

还原性

• 水溶液中 \(\ce{S^{4+}-> S^{6+}}\)

不稳定

• \(\ce {H2SO3 ->[\Delta] SO2 ^ + H2O}\)

硫酸 （\(\ce{H2SO4}\)）

物理性质

• 浓硫酸：粘稠的油状液体，密度大于水。与水互溶，稀释放热。有吸水性，有较高的沸点，难挥发

化学性质 3（酸性 脱水性 强氧化性）

脱水性

\(\ce{C12H22O11(蔗糖) ->[H2SO4(浓)] 12C + 11 H2O}\)

强氧化性金属单质 （\(\ce{Cu Zn}\)）

• \(\ce{Cu + 2H2SO4(浓) -> CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\)
• \(\ce{Zn + 2H2SO4(浓) -> ZnSO4 + SO2 ^ + 2H2O}\)
• 与 \(\ce{Al Fe}\) 发生钝化

强氧化性非金属单质（\(\ce{C}\)）

• \(\ce{C + 2H2SO4(浓) -> 2SO2 ^ + CO2 ^ + 2H2O}\)

强氧化性化合物（\(\ce{HI}\)）

• \(\ce{2HI + H2SO4(浓)-> I2 + SO2 ^ + 2 H2O}\)

制备

• \(\ce{4FeS2 + 11 O2 ->[高温] 8SO2 + 2Fe2O3}\) 或 \(\ce{S + O2 ->[点燃] SO2}\)
• \(\ce{2SO2 + O2 <=>[催化剂][\Delta] 2SO3}\)
• \(\ce{SO3 + H2O -> H2SO4}\)