1、第五章 化工生产中的重要非金属元素第一节 硫及其化合物一、硫和二氧化硫（一）硫1、结构特点:第三周期，第VIA族，易得2个电子，S单质具有氧化性，但比氧气的氧化性弱，常见的化合价是-2、0、+4、+6，最高价氧化物对应的水化物是H2SO42、存在形式：（1）游离态：存在于火山喷口或地壳的岩层，火山喷出物中含大量的硫化物，如H2S、SO2、SO3等（2）化合态：主要以硫化物和硫酸盐的形式存在：黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CaSO42H2O）、芒硝（Na2SO410H2O）（3）硫是一种生命元素，组成某些蛋白质时离不开它，这也正是煤、石油、天然气等化石燃料中经常含硫的原因3、
2、物理性质： 硫（俗称硫黄）是一种黄色晶体，质脆，易研成粉末。硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2）注：常用CS2把S与其它物质分开，也可用CS2洗去沾在试管内壁的S4、化学性质：比较活泼（1）与金属反应： Fe+SFeS 2Cu+SCu2S S+Hg=HgS 注：S与变价金属反应时，一般只能生成低价态的金属硫化物汞洒落在地面可撒些硫磺覆盖，这样可以防止汞蒸气中毒（2）与非金属反应：S+H2H2S S+O2SO2（空气中：淡蓝色火焰；纯氧：蓝紫色火焰）（3）与NaOH反应：3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O 3S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O 利用热的碱液可以
3、洗去附着在试管壁上的S（二）二氧化硫1、物理性质：无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。通常情况下，1体积的水可以溶解约40体积的SO22、化学性质：（1）酸性氧化物：与水反应：SO2+H2OH2SO3 与碱反应：SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O SO2+Ca2+2OH-=CaSO3+H2O与碱性氧化物反应：SO2+Na2O=Na2SO3（2）还原性：能被KMnO4（H+）、H2O2、氯水、O2、HNO3等氧化剂氧化与O2反应：2SO2+O22SO3正反应：把向生成物方向进行的反应叫做正反应逆反应：把向反应物方向进行的反应叫做逆反应可逆反应：I、定义：在同一条
4、件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。II、表示：用“”连接反应物与生成物III、特点：必须同一条件下进行，正逆反应同时发生与X2反应：SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX（X2包括：Cl2、Br2、I2）（Cl2和SO2以物质的量1:1混合后失去漂白作用）与KMnO4（H+）反应,使其紫色褪去(3)弱氧化性：2H2S+SO2=3S+2H2O（现象：黄色沉淀产生）(4)漂白性：SO2能与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原色（可逆，非氧化还原反应）例：品红褪色变红注：SO2不能漂白酸碱指示剂,如：将SO2通入紫色石蕊试液中，试液变
5、红色（并不褪色）将SO2或CO2通入到CaCl2或BaCl2溶液中，均无明显变化将SO2通入到Ba(NO3)2溶液中，能生成BaSO4沉淀3、用途：（1）漂白纸浆、毛、丝、草帽等 （2）用于食品添加剂，食品中适量添加SO2可以起到漂白、杀菌、抗氧化（例如：葡萄酒的制作，最大使用量为0.25g/L）的作用4、常见漂白剂漂白原理的比较类型漂白原理漂白特点变化类型举例能否漂白指示剂氧化型漂白剂具有强氧化性，因与有色物质发生氧化还原反应而使其褪色褪色后不会恢复原色化学变化HClO、Na2O2、O3、H2O2能加合型漂白剂与某些有色物质结合生成无色物质而使其褪色一定条件下发生分解，又恢复原色化学变化SO
6、2不能吸附型某些固体物质具有疏松多孔的结构，能吸附有色物质处理后可重复使用物理变化活性炭（三）三氧化硫1、物理性质：标准状况下，SO3是一种无色固体。（注意体积计算）2、化学性质：酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性（1）与水反应：SO3+H2O=H2SO4 反应放出大量热，产物能使紫色石蕊试液变红（2）与碱反应：SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O SO3+Ca2+2OH-=CaSO4+H2O（3）与碱性氧化物反应：SO3+MgO=MgSO4二、硫酸（一）工业制法：三步骤三原料三反应三设备备注SO2的制取、净化、干燥黄铁矿（或硫黄）4FeS2+11O2 Fe2O3+8SO2(或S+O2 S
7、O2)沸腾炉用98.3%的浓硫酸吸收SO3，可以避免形成酸雾，并能提高吸收效率SO2的催化氧化空气2SO2+O22SO3接触室SO3的吸收和H2SO4的生成98.3%的浓硫酸SO3+H2O=H2SO4 吸收塔（二）物理性质：纯净的硫酸是无色、黏稠、难挥发的油状液体，稀释时放出大量的热（三）稀硫酸的性质具有酸的通性1、与酸碱指示剂反应：使紫色石蕊试液变红2、与活泼金属反应：Zn+H2SO4（稀）=ZnSO4+H2 Zn+2H+=Zn2+H23、与碱性氧化物反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O（常用该方法除去铁锈）4、与碱反应：2Fe
8、(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O5、与盐反应：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl SO42-+Ba2+=BaSO4（四）浓硫酸的特性吸水性、脱水性、强氧化性1、吸水性：浓硫酸可吸收空气中的水分和结晶水合物中的结晶水，常作干燥剂。可干燥酸性气体（如CO2、SO2、Cl2、HCl等）和中性气体（如H2、O2、N2等）；不能干燥碱性气体（NH3）和还原性气体（如H2S、HBr、HI等）实例：（1）浓硫酸敞口放置在空气中，其质量增大，密度减小，浓度减小，体积增大（2）浓硫酸可吸收CuSO45H2O中的结晶水，使蓝色晶体失去结晶水
9、变为CuSO4白色粉末2、脱水性：将有机物中的H、O以H2O的形式脱去。通常说的腐蚀性即脱水性C12H22O11（蔗糖）12C+11H2O C2H5OHCH2=CH2+H2O注：（1）有机物被浓硫酸脱去水并不一定都生成C（2）把浓硫酸点在蓝色石蕊试纸上，将看到试纸先变红，后变黑，变黑就是脱水炭化了（3）若不慎将浓硫酸溅在皮肤上，应用大量水进行冲洗，然后再涂上NaHCO3稀溶液3、强氧化性：（1）与铁、铝常温下钝化，可用铝、铁的制品装运冷的浓硫酸（2）与Cu反应：Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+2H2O+SO2（3）与C反应：C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O注：钝化现象是在金
10、属表面形成一层致密的氧化薄膜，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应；钝化也是化学变化在只有浓硫酸参加的反应中，随着硫酸的消耗及生成物水含量的增加，硫酸的浓度逐渐减小，浓硫酸逐渐变成稀硫酸，故有些反应就不能继续进行了，硫酸会有剩余。比如：铜与浓硫酸的反应浓硫酸的强氧化性主要是硫酸中的S表现的；稀硫酸的氧化性是H+表现的加热时，铁、铝仍可以与浓硫酸反应浓硫酸还可与H2S、HBr、HI、FeCl2等还原性物质发生反应（五）常见的硫酸盐1、硫酸钙：自然界中的硫酸钙常以石膏（CaSO42H2O）的形式存在。 石膏（CaSO42H2O）熟石膏（2CaSO4H2O）石膏石膏的用途：制作各种模型、医用石膏绷带、调节水泥的硬化速度2、硫酸钡：自然界中的硫酸钡以重晶石的形式存在。硫酸钡的用途：重晶石是生产其他钡盐的原料；硫酸钡可用作消化系统X射线检查的内服药剂，俗称“钡餐”3、硫酸铜：白色粉末，结合水后变成蓝色晶体，俗称胆矾(CuSO45H2O)，利用这一性质可以用来检验酒精中是否含少量水。胆矾的用途：胆矾可以和石灰乳混合制成一种常用的农药波尔多液三、硫酸根离子的检验（一）硫酸根离子的检验：加盐酸加BaCl2白色沉淀有SO42-存在（二）粗盐提纯的试剂加入顺序：BaCl2必须在NaCO3之前加，NaOH可在前两者前、中、后加都行，然后过滤，再加稀HCl，用pH试纸调节中性即可四、不同价态含硫物质的转化
