硫及其化合物
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硫单质（S）
物理性质
- 俗称硫磺，黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
化学性质
- 与金属反应
- 与铁反应生成硫化亚铁
- Fe + S → FeS（加热）
- 与铜反应生成硫化亚铜
- 2Cu + S → Cu₂S（加热）
- 与铁反应生成硫化亚铁
- 与非金属反应
- 与氧气反应生成二氧化硫
- S + O₂ → SO₂（点燃）
- 与氢气反应生成硫化氢
- H₂ + S → H₂S（高温）
- 与氧气反应生成二氧化硫
- 与氢氧化钠溶液反应
- 3S+6NaOH → 2Na₂S+Na₂SO₃+3H₂O
二氧化硫（SO₂）
物理性质
- 无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气的大，易溶于水
化学性质
- 酸性氧化物通性
- 与水反应生成亚硫酸
- SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃
- 与碱反应生成亚硫酸盐
- SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O
- SO₂（过量）+ NaOH → NaHSO₃
- 与碱性氧化物反应生成亚硫酸盐
- SO₂+CaO → Ca₂SO₃
- 与某些盐反应如碳酸氢钠
- SO₂（过量）+ NaHCO₃ → NaHSO₃+CO₂↑
- 与水反应生成亚硫酸
- 还原性
- 被氧气氧化为三氧化硫（需催化剂）
- 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃（V₂O₅，加热）
- 使卤水褪色
- SO₂ + Cl₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HCl
- 使酸性高锰酸钾溶液褪色
- 5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O →K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄
- 被氧气氧化为三氧化硫（需催化剂）
- 氧化性（较弱）
- 与H₂S反应生成硫单质
- SO₂ + 2H₂S → 3S↓ + 2H₂O
- 与H₂S反应生成硫单质
- 漂白性
- 与某些有色物质结合生成不稳定的无色化合物（非氧化还原）
- 漂白品红溶液，加热可恢复颜色
- 与某些有色物质结合生成不稳定的无色化合物（非氧化还原）
实验室制备
- 亚硫酸钠固体和70%左右的浓硫酸
- Na₂SO₃ + H₂SO₄(浓) → Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O
三氧化硫（SO₃）
物理性质
- 常温下为无色液体，标况下为无色固体（熔点16.8℃）
化学性质
- 酸性氧化物通性
- 与水剧烈反应生成硫酸
- SO₃ + H₂O → H₂SO₄（放热）
- 与碱反应
- SO₃ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O
- 与碱性氧化物反应
- SO₃ + CaO → CaSO₄
- 与水剧烈反应生成硫酸
硫酸（H₂SO₄）
浓硫酸的特性
- 吸水性
- 可作干燥剂（不可干燥碱性或强还原性气体如NH₃、H₂S、HI）
- 脱水性
- 将有机物中的H、O按2:1脱去（如使蔗糖炭化）
- C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O（浓H₂SO₄）
- 将有机物中的H、O按2:1脱去（如使蔗糖炭化）
- 强氧化性
- 与金属反应（除Au、Pt外）
- Cu + 2H₂SO₄(浓) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O（加热）
- 常温下使Fe、Al钝化
- 与非金属反应
- C + 2H₂SO₄(浓) → CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O（加热）
- 与金属反应（除Au、Pt外）
稀硫酸的性质
- 典型强酸通性
- 与活泼金属反应生成H₂
- Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑
- 与碱中和
- H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
- 与某些盐反应
- H₂SO₄ + Na₂CO₃ → Na₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O
- 与活泼金属反应生成H₂
硫酸盐
常见硫酸盐
- 硫酸钡（BaSO₄）：不溶于水和酸，用于钡餐
- 硫酸钙（CaSO₄）：石膏主要成分
- 硫酸铜（CuSO₄）：白色无水物，蓝色五水合物（CuSO₄·5H₂O）
检验硫酸根离子（SO₄²⁻）
- 方法：先加稀盐酸酸化，再加BaCl₂溶液，产生白色沉淀
- Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓
环境与应用
酸雨成因
- 主要由SO₂在大气中氧化为SO₃，再与水结合形成H₂SO₄
- 2SO₂ + O₂ → 2SO₃；SO₃ + H₂O → H₂SO₄
接触法制硫酸（三步）
- 燃烧硫或黄铁矿制SO₂：4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂
- 催化氧化SO₂为SO₃：2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃
- 用98.3%浓硫酸吸收SO₃：SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇（发烟硫酸）