硫

（一）硫单质
1. 自然界中不同价态硫元素间的转化
硫元素在自然界中的存在
硫元素广泛存在于自然界中，海洋、大气和地壳中，乃至动植物体内，都含有硫元素.
2. 认识硫单质
硫单质的物理性质
硫单质俗称硫磺. 通常状况下，它是一种黄色或淡黄色的固体；很脆，易研成粉末；不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2），熔点和沸点较低
说明：①洗涤试管内壁附着的硫不宜用酒精而宜用CS2。

②硫有多种同素异形体，在常温下能稳定存在的是斜方硫和单斜硫。

3. 硫的化学性质
①硫与金属的反应
2Cu+ S Cu2S（黑色）
Fe+ S FeS（黑色）
2Na+ S== Na2S（加热时爆炸）
2Al+ 3S Al2S3（制取硫化铝只能用此法）
Hg+ S== HgS（常温下反应，除汞的方法）
②硫与非金属的反应
S+O2SO2
硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰。

反应中硫表现还原性。

S+H2H2S
硫必须加热到蒸气才能与H2化合，反应中硫表现氧化性。

③硫与某些化合物的反应（黑火药的反应原理）
S+ 2KNO3 + 3C K2S +3CO2↑+ N2↑
④硫的用途
硫磺具有广泛的用途，主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。

（二）二氧化硫
1. 物理性质
二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，易液化，易溶于水，常温常压下1体积水大约溶解40体积的二氧化硫。

2. 化学性质
（1）二氧化硫具有酸性氧化物的通性
①与水反应生成亚硫酸
SO2+H2O H2SO3
②与碱反应生成盐和水
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+ Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O
若SO2过量，则还可以继续跟生成的盐反应生成酸式盐，此性质与CO2相似，反应方程式为：
SO2+ Na2SO3 +H2O= 2NaHSO3
SO2+ CaSO3 +H2O= Ca（HSO3）2
如果将这两个方程式分别与上述两个方程式相加，即是过量的SO2通入碱液中发生反应的化学方程式为：
SO2+NaOH= NaHSO3
2SO2+ Ca（OH ）2=Ca（HSO3）2
③与碱性氧化物反应生成含氧酸盐
SO2+CaO CaSO3
（2）氧化性和还原性
从SO2中的S的化合价分析：
SO2既能失电子被氧化做还原剂，又能得电子被还原做氧化剂。

①还原性
a. SO2能使卤水褪色
SO2+ X2+ 2H2O= H2SO4+2 HX （X2= Cl2、Br2、I2）
b. SO2能使紫色的酸性KMnO4溶液褪色
5SO2+ 2KMnO4+ 2H2O=K2SO4+ 2MnSO4+2 H2SO4
c. 能被催化氧化成SO3
2SO2+O22SO3
②氧化性
SO2+ 2H2S= 3S↓+2H2O（氧化产物和还原产物都是硫，且二者物质的量之比是2：1）
③漂白性
将SO2通入品红溶液，可使品红溶液褪色，而将此溶液加热时，溶液颜色又复原。

3. 用途
SO2常做漂白剂、灭菌剂、防腐剂。

4. SO2的实验室制法：
原理：Na2SO3（固体）+ H2SO4（70%）= Na2SO4+ SO2↑＋H2O
装置：固体+液体不加热装置（见下图）
收集：向上排空气法
检验：湿润的蓝色石蕊试纸
干燥：浓H2SO4或P2O5固体
尾气处理：NaOH溶液吸收
实验室还可用铜片与浓硫酸共热制SO2.
Cu+ 2H2SO4（浓）CuSO4+ SO2↑+2H2O
（三）三氧化硫
通常状况下，三氧化硫是一种无色易挥发的晶体，熔点为16.8℃，沸点为44.8℃。

强烈吸水，在空气中发“烟”：
SO3+H2O= H2SO4
（四）浓硫酸
1. 物理性质：油状液体，溶于水放出大量的热.稀释时，应将浓硫酸沿器壁缓慢注入水中，并不断搅拌。

2. 化学性质
（1）稀硫酸：具有酸的通性
（2）浓硫酸：难挥发性、吸水性、脱水性、强氧化性。

不挥发性（用于制备挥发性酸）：
H2SO4（浓）+ NaCl=NaHSO4+ HCl↑
H2SO4（浓）+NaNO3NaHSO4+ HNO3↑
吸水性：浓硫酸能吸附物质中保存的水分.
H2SO4（浓）+n H2O=H2SO4·nH2O
利用此性质可用浓硫酸做干燥剂，干燥一些不与浓H2SO4反应的气体，通常用洗气装置。

如可用浓H2SO4干燥O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4、C2H2等气体。

不能干燥碱性气体和具有较强还原性的气体，如NH3、H2S、HBr、HI等。

如图所示为浓硫酸干燥氯气的实验装置
脱水性：指浓硫酸将有机物里的氢、氧按原子数2：1的比例脱去水的性质。

如：
C12H22O11（浓H2SO4）→12C + 11H2O
HCOOH（浓H2SO4）→CO↑+ H2O
强氧化性：冷的浓硫酸使铁、铝等金属钝化。

但热的浓硫酸氧化性较强，可将许多金属非金属及一些还原性化合物氧化。

如：
Cu+ 2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O
C+ 2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O
2HI+H2SO4（浓）I2↑+SO2↑+2H2O
在这些氧化还原反应中，硫酸的还原产物一般为SO2。

（五）硫酸盐
1. 硫酸钙
（1）物理性质：①白色粉末②微溶于水
（2）俗名：CaSO4·2H2O——石膏
2 CaSO4·H2O——熟石膏
说明：石膏的组成中硫酸钙与结晶水的物质的量之比为1：2，熟石膏的组成中硫酸钙与结晶水的物质的量之比为2：1（不是1：1）
（3）化学性质
2（CaSO4·2H2O）150－170℃常温≒2 CaSO4.H2O+ 3 H2O
石膏为块状固体，熟石膏为粉末状固体.熟石膏与适量水混合搅拌即成黏稠糊状物，它很快凝固，重新成为石膏.因此，石膏有很好的可塑性。

（4）重要用途
①用作建筑材料，做水泥的添加剂以调节水泥凝固的时间。

②用作药物，制作医用石膏绷带，石膏塑像、石膏模型等。

③制作豆腐的过程中用作凝固剂。

2. 硫酸钡
（1）物理性质
①白色固体②不溶于水，也不溶于酸
③不能透过X射线④无毒
⑤密度大，俗称重晶石
（2）重要用途：
医疗上用作X射线透视胃肠的内服药物，俗称“钡餐”。

硫酸钡还有其它的重要用途。

说明：①BaCO3 .BaCl2等钡盐有毒
②BaCO3切不可以用作钡餐。

BaCO3虽然不溶于水，但它溶于酸。

在人的胃中与胃酸反应：BaCO3+2HCl= BaCl2+ CO2↑+H2O这样，BaCO3不但没起到“钡餐”的作用，反而使患者中毒。

（六）酸雨及其防治
1. 形成酸雨的主要物质：氮氧化物.硫的氧化物.
2. SO2的来源
空气中的SO2主要来自煤和石油等燃料的燃烧，以及火山喷发等。

冶炼，另外硫酸工业等产生的废气也有SO2。

3. 形成酸雨的SO2发生的主要反应：
2SO2 + O22SO3
SO3+H2O= H2SO4
SO2+H2O H2SO3
H2SO3+O2= 2H2SO4
4. 防止和减少酸雨的形成：一般应从两方面着手。

一是从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制；其二，改变能源结构的开发，从根本上解决问题。

氢能、风能、太阳能等清洁能源。

小结：不同价态硫元素的相互转化
H2S S SO2SO3H2SO4
【典型例题】
例1. SO2和Cl2都是有漂白作用的物质，若将等物质的量的这两种气体混合，同时作用于潮湿的红布条，可观察到的现象是（）
A. 慢慢褪色
B. 立即褪色
C. 先褪色后复色
D. 不褪色
解析：SO2与Cl2等物质的量与水反应如下：
SO2 + Cl2 +2H2O==== 2HCl +H2SO4，生成物无漂白作用
答案：D
点评：考查SO2的还原性和漂白原理。

例2. 某学生课外活动小组利用如右图所示装置分别做如下实验：
（1）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是__________溶液；加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是__________________。

（2）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，冷却后溶液恢复无色，则此溶液可能是__________溶液；加热时溶液由无色变为红色的原因是_________________。

解析：首先要审清实验的装置为一封闭的体系，受热时，有气体从溶液中溢出，进入气球，导致溶液的颜色变化；冷却后，溢出的气体又溶解在溶液中，得到原来溶液，恢复到原来溶液的颜色.另外，要注意溶液颜色的变化，能使溶液在红色和无色之间变化的物质在中学阶段最常见的是酚酞和品红.导致酚酞溶液在无色和红色之间变化的气体是碱性气体，即氨气；导致品红溶液在无色和红色之间变化的气体是SO2。

答案：（1）稀氨水和酚酞加热，稀氨水中的氨气溢出，所以溶液的颜色变浅
（2）溶有SO2气体的品红SO2气体溢出，品红溶液恢复红色
点评：此题考查了学生由试验判断试验原理的直觉和逆向思维能力。

例3. 高温下硫酸亚铁发生如下反应：
2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑，若将生成的气体通入氯化钡溶液中，得到的沉淀物是（）
A. BaSO3和BaSO4
B. BaS
C. BaSO3
D. BaSO4
解析：BaSO3和BaSO4 都不溶于水，BaSO4 也不溶于盐酸，而BaSO3溶于盐酸。

SO3通入氯化钡溶液中能生成BaSO4 沉淀，这是显然的，即：BaCl2+SO3+H2O=2HCl+BaSO4↓。

那么SO2呢? 运用反正法分析，假设SO2与BaCl2溶液能反应，即：
BaCl2+SO2+H2O=2HCl +BaSO3↓。

这就由弱酸（H2SO3）生成了强酸（盐酸），结论错误，说明前提假设不正确；即SO2与BaCl2溶液不反应，沉淀物不可能有BaSO3。

综上分析，选D。

答案：D
点评：考查对SO2和SO3性质及其差异的掌握。

例4. 近期，北京大学的两位教授率先发现人体心脏血管中存在微量硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用.下列叙述正确的是（）
A. 硫化氢分子很稳定，受热难分解
B.硫化氢分子中所有原子的最外电子层都达到8电子结构
C. 将硫化氢通入溴水，溴水褪色
D. 硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S=2H+ + S2－
解析：用排除法，硫化氢分子稳定性较差，受热易分解H2S H2+S，A错；硫化氢分子中H原子只与硫原子共用2个电子，H原子最外电子层只有2个电子不是8个电子，B 不正确；硫化氢是弱电解质，电离反应具有可逆性且分步电离：H2S H++HS－；硫化氢通入溴水中的反应是：H2S+ Br2= 2HBr+ S↓，使溴水褪色。

答案：C
点评：本题考查H2S分子结构及其性质。