硫元素及其化合物

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1、硫元素及其化合物硫是一种非金属化学元素，化学符号S,原子序数16。硫是氧族元素之一，属周期系 VIA 族，在元素周期表中位于第三周期。相 对原子质 32.065 。通常单质硫是黄色的晶体， 又称作硫磺。 硫单质的同素异形体有 很多种，有斜方硫、单斜硫和弹性硫等。硫元素在自然界中硫元素以 硫化物、硫酸盐或单质硫形式存在。 硫是人体内蛋白质的重要组成 元素，对人的生命活动具有重要意义。硫主要用于肥料、火药、润滑 剂、杀虫剂和抗真菌剂生产。硫及含硫矿石燃烧生成的二氧化硫 （S+O 2= 点燃 =SO 2）在空气中与水和氧结合形成亚硫酸，亚硫酸 与空气中的氧气反应生成硫酸，从而造成硫酸型酸雨。含量分布

2、硫在自然界中分布较广，在地壳中含量为 0.048% （按质量计）。 在自然界中硫的存在形式有游离态和化合态。 单质硫主要存在于火山 周围的地域中。 以化合态存在的硫多为矿物， 可分为硫化物矿和硫酸 盐矿。硫化物矿有黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）、方铅矿（PbS ）、 闪锌矿（ZnS）等。硫酸盐矿有石膏（CaS04 2H2O ）、芒硝 （Na2SO4 IOH2O ）、重晶石（BaSO4）、天青石（SrSO4）、矶石 （AIO） 2SO49H2O、明矶石K2SO4 Al2（SO4）3 24H2O等。物理性质 纯的硫呈浅黄色，质地柔软、轻，粉末有臭味。硫不溶于水但溶 于二硫化碳。硫在所有

3、的物态中（固态、液态和气态） ，硫都有不同 的同素异形体， 这些同素异形体的相互关系还没有被完全理解。 晶体 的硫可以组成一个由八个原子组成的环： S8。导热性和导电性都差。性松脆，不溶于水。无定形硫主要有弹性 硫，是由熔态硫迅速倾倒在冰水中所得。不稳定，可转变为晶状硫。 晶状硫能溶于有机溶剂如二硫化碳（而弹性硫只能部分溶解） 、四氯 化碳和苯。化合价有 4 种，为-2（硫化氢）、 +2（硫代硫酸钠）、 +4（亚 硫酸钠）和+6（ 硫酸）价。第一电离能 10.360 电子伏特。 结晶形硫不溶 于水，稍溶于乙醇和乙醚，溶于二硫化碳、四氯化碳和苯。可转变为 晶状硫（正交硫），正交硫是室温下唯一稳定

4、的硫的存在形式。化学性质 硫可与变价金属反应生成低价态金属硫化物， 例如硫粉与铁粉： Fe+S= =FeS 硫粉与铜粉： 2Cu+S= =Cu 2S 硫可与强氧化性酸反应：S+2H 2SO4 （浓）二 =3SO 2+2H 2O6HN0 3（浓）+S= pH 2SO4+6NO 2 2H 2O 硫与强碱反应 3S+6NaOH= =2Na 2S+Na 2SO3+3H 2O 制取方法1. 往二氧化硫中通入氢硫酸，可以制取硫。化学方程式：SO2+2H 2S=3S決2H 2O （氧化还原反应）2. 往酸性高锰酸钾中通入氢硫酸。化学方程式： 2KMnO 4+ 5H 2S+3H 2SO4=K2SO4+2MnS

5、O 4+ 5 S 8H 203. 往亚硫酸中通入硫化氢。化学方程式：2H2S+H2SO3=3S J+3H 2O 作用用途硫在工业中很重要， 比如作为电池中或溶液中的硫酸。 硫被用来 制造火药。在橡胶工业中做硫化剂。硫还被用来杀真菌，用做化肥。 硫化物在造纸业中用来漂白。 硫酸盐在烟火中也有用途。 硫代硫酸钠 和硫代硫酸氨在照相中做定影剂。肥料。制造硫酸、亚硫酸盐、杀虫剂、塑料、搪瓷、合成染料。橡胶硫 化。漂白。药物。油漆。硫矿物最主要的用途是生产硫酸和硫磺。 硫酸是耗硫大户， 中国 约有 70% 以上的硫用于硫酸生产。化肥是消费硫酸的最大户，消费 量占硫酸总量的 70% 以上，尤其是磷肥耗硫酸

6、最多，增幅也最大。 硫酸除用于化学肥料外，还用于制作苯酚、硫酸钾等 90 多种化工产 品；轻工系统的自行车、皮革行业；纺织系统的粘胶、纤维、维尼纶 等产品；冶金系统的钢材酸洗、 氟盐生产部门； 石油系统的原油加工、 石油催化剂、 添加剂以及医药工业等都离不开硫酸。 随着中国经济的 发展，各行业对硫酸的需求量均呈缓慢上升趋势， 化肥用项是明显的 增长点。高品位硫铁矿烧渣可以回收铁等；低品位的烧渣可作水泥配料。 烧渣还可以回收少量的银、金、铜、铝、锌和钴等。硫磺除为生产硫 酸的原料之外， 还广泛用来生产化工产品， 如硫化铜、焦亚硫酸钠等。 另外，在食糖生产中，要把硫磺氧化为二氧化硫气体用于漂白脱色

7、。 在农药生产中也直接或间接使用硫磺； 粘胶纤维生产中需用二硫化碳 作溶剂；硫化金属矿浮选用的药剂要以二硫化碳为原料； 除以上应用 外，消费硫磺的行业还有火柴制造、水泥枕轨处理、医药、火药等。比如作为电池中或溶液中的硫酸。 硫被用来制造火药。 硫也是生 产橡胶制品的重要原料。硫还被用来杀真菌，用做化肥。硫化物在造 纸业中用来漂白。硫还可用于制造黑色火药、焰火、火柴等。硫代硫 酸钠和硫代硫酸氨在照相中做定影剂。硫又是制造某些农药（如石灰硫黄合剂 ）的原料。硫的主要化合物1. 二氧化硫二氧化硫是最常见的硫氧化物。 大气主要污染物之一。 火山爆发 时会喷出该气体， 在许多工业过程中也会产生二氧化硫。

8、 由于煤和石 油通常都含有硫化合物， 因此燃烧时会生成二氧化硫。 当二氧化硫溶 于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分） 。若把二氧化硫进一步氧 化，通常在催化剂存在下，便会迅速高效生成硫酸。物理性质二氧化硫为无色透明气体，有刺激性臭味。 溶于水、乙醇和乙液态二氧化硫比较稳定，不活泼。气态二氧化硫加热到2000 C不分解。不燃烧，与空气也不组成爆炸性混合物。化学性质在常温下，潮湿的二氧化硫与硫化氢起反应析出硫。 在高温及催 化剂存在的条件下，可被氢还原成为硫化氢，被一氧化碳还原成硫。 强氧化剂可将二氧化硫氧化成三氧化硫， 仅在催化剂存在时，氧才能 使二氧化硫氧化为三氧化硫。具有自燃性，无助燃性。

9、液态二氧化硫 能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有机酸、芳香烃等有机化合物，多数饱 和烃不溶解。有一定的水溶性，与水及水蒸气作用生成有毒及腐蚀性 蒸气。二氧化硫化学性质极其复杂，不同的温度可表现出非质子溶剂、 路易氏酸、还原剂、氧化剂、氧化还原试剂等各种作用。液态二氧化 硫还可作自由基接受体。如在偶氮二异丁腈自由基引发剂存在下与乙 烯化合物反应得到聚砜。液态二氧化硫在光照下，可与氯和烷烃进行 氯磺化反应，在氧存在下生成磺酸。液态二氧化硫在低温表现出还原 作用，但在300 C以上表现出氧化作用。二氧化硫可以使品红溶 液褪色，加热后颜色还原, 因为二氧化硫的漂白原理 是二氧化硫与被漂白物反 应生成无色的不

10、稳定的化合物，破坏了起到品红中起发色作用的对醌式，加热时，该化合物分解，恢复原来颜色，所以二 氧化硫的漂白又叫暂时性漂白。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。二氧化硫具有漂白性。工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、 草帽等。二氧化硫的漂白作用是由于它（亚硫酸）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 来的颜色，因此用二氧化硫漂白过的草帽辫日久又变成黄色。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人体的肝、肾脏等有严重损 伤，并有致癌作用。反应方程式：S02+H 20 =（可逆）二H 2SO3 （亚硫酸）S0

11、2 可以自偶电离：2SO2=（可逆）=S0 2+ +S0 32-2S02+02 = 2S0 3（加热，五氧化二钒做催化剂，可逆；在 大自然中，也可由空气中尘埃催化）2H2S+SO2 = 3S 2H 2O （归中反应）S02+Cl2+2H 20 = 2HCl+H 2S04SO2+2NaOH = Na 2SO3+H 2O （SO2 少量）S02+Na0H = NaHSO3（SO2 过量）Na2SO3+SO2+H2O = 2NaHSO3CaO+SO 2=CaSO 3 ，2CaSO3+O 2=2CaSO4（加热）SO2+2FeCl3+2H 2O=2FeCl 2+H2SO4+2HClSO2+H 2O2=

12、H 2SO4SO2+Na 2O=Na 2SO3Na 2O2+SO 2=Na 2SO45SO2+2KMnO 4+2H 2O=2MnSO 4+K2SO4+2H 2SO4 3SO2+2NaNO 3+2H 20=Na 2SO4+2NO 1+2H 2SO4 若和稀硝酸反应：3SO2+2HNO 3+2H 2O=3H 2SO4+2NO f 现象为：产生无色气体，与空气变为红棕色。 若和浓硝酸反应：SO2+2HNO 3=H 2SO4+2NO 2f现象为：产生红棕色气体。制取方法工业制备二氧化硫（S02 ）制取二氧化硫的方法有：焚烧硫磺；焙烧硫铁矿或有色金属硫化矿；焚烧含硫化氢的气体；煅烧石膏或磷石膏；加 热分

13、解废硫酸或硫酸亚铁；以及从燃烧含硫燃料的烟道气中回收(见硫酸原料气)。三氧化硫-硫磺法。使液体硫磺与三氧化硫在反应器中进行反应， 制得纯二氧化硫气体。S(I)+SO 3=S0 2冷冻法。用硫酸分解亚硫酸铵-亚硫酸氢铵母液，分解产生的二 氧化硫气体经干燥后送至低温冷凝器， 在常压下进行冷凝，用氨冷冻 维持温度在液化点-10 C以下。制得液体二氧化硫成品。其(NH 4)2SO3 + H 2SO4= = = (NH 4)2SO4+SO 2(I) + H 2O2NH 4HSO3+H2SO4=(NH 4)2SO4+SO 2(I)+2H 2O纯氧燃烧法将硫黄与纯氧在焚硫炉内燃烧，生成的高浓度二氧化硫气体，

14、经净化、干燥、压缩液化、冷凝，制得液体二氧化硫成品。S2+2O 2=2SO 2实验室制备实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫：Na2SO3+H 2SO4=Na 2SO4+SO 2(g)+H 2O或用铜与浓硫酸加热反应：Cu+2H 2SO4二 A=CuSO 4+SO 2(g)+2H 2O尾气处理：通入氢氧化钠溶液：2NaOH+SO 2二Na 2SO3+H 2O其他方法制备二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成：S(s)+O 2(g)=点燃=SO 2(g)硫化氢可以燃烧生成二氧化硫：2H2S(g)+3O 2(g)=点燃=3H 2O+2SO 2(g)加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以生成二氧化硫：

15、4FeS2(s)+11O 2(g) = 2Fe2O 3(s)+8SO 2(g)2ZnS(s)+3O 2(g) = 2ZnO(s)+2SO2(g)HgS(s)+O 2(g) = Hg(l)+SO 2(g)应用领域1. 用作有机溶剂及冷冻剂，并用于精制各种润滑油。2. 主要用于生产三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐，也用 作熏蒸剂、防腐剂、消毒剂、还原剂等。3. 二氧化硫是中国允许使用的还原性漂白剂。 对食品有漂白和对 植物性食品内的氧化酶有强烈的抑制作用。 中国规定可用于葡萄酒和 果酒，最大使用量0.25g/kg，残留量不得超过0.05g/kg。4. 农药、人造纤维、染料等工业部门。5. 用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂。2. 硫化氢硫化氢，分子式为H2S，分子量为34.076，标准状况下是一种易 燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，有剧毒。硫化氢是一 种重要的化学原料。理化性质分子结构：中心原子S原子采取sp3杂化(实际按照键角计算的结果则接近于p3杂化)，电子对构型为正四面体形，分子构型为V形，H S H键角为92.1 ，偶极矩0.97 D，是极性分子。由于H S键能较弱， 300 C左右硫化氢分解。燃点：260 C,饱