09：硫和硫化物

元素化学09：硫和硫化物

（时间：2.5小时满分：100分）

第一题（10分）硫化氢及其衍生物

2003年12月重庆发生了重大井喷事件，中毒者无数，死亡160多人。中毒原因是因为所喷发出来的天然气中含有高浓度的气体H2S。H2S是无色有恶臭的剧毒气体，空气中H2S浓度达5mg·L－1时就会使人感到烦躁，达100mg·L－1就会使人休克而致死亡。在这次事故中，很多受害群众用湿润的毛巾掩住嘴鼻或者将脸贴近湿润的土地，结果逃过了大劫。

1．如上所述，受害群众自我解救的方法是利用了H2S的溶解性。101.325kPa，293K时，1体积水能溶2.6体积H2S气体，求该条件下饱和H2S水溶液的物质的量浓度和pH值（忽略溶液体积的变化，H2S的K1＝9.1×10－8）

2．主要是混杂在天然气中的剧毒气体除H2S外，还有什么气体。检测H2S可用什么试纸。“灾区”群众最好用何种溶液浸湿毛巾防毒？

3．硫和氧都是ⅥA族的元素，硫化氢中的一个H可以被乙基替代，得到乙硫醇。类似地，如果丙酮中的O被S替代，得到CH3－CS－CH3，则其命名为；同样，已知CH3－CO－SH命名为乙硫羟酸，则CH3－CS－OH可命名为。

4．苯硫酚的酸性比苯酚。

1mol化合物HSCH2CH(NH2)COOH能与mol的NaOH反应。

5．HSCH2CH(NH2)COOH电离常数分别Ka1、Ka2、Ka3（Ka1＞Ka2＞Ka3），指出Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？

6．在浓Na2S溶液中滴入少量氯水，经振荡，未发现生成沉淀物；在足量氯水中，滴入少量Na2S溶液，经振荡，也未发现生成沉淀物。分别写出反应的离子方程式。

第二题（11分）S2Cl2的结构、制备与性质

S2Cl2是黄红色油状发烟液体，有刺激性臭味，熔点－80℃，沸点136℃。蒸气有腐蚀性，遇水分解，易溶解硫黄；将适量氯气通入熔融的硫黄而得。S2Cl2用作有机化工产品、杀虫剂、硫化染料、合成橡胶等生产中的氯化剂和中间体，也用于橡胶硫化、糖浆纯化、软水硬化等。

1．S2Cl2的结构简式是；空间构型为型（直线、折线）

2．根据S2Cl2的结构特点，它应属于（类别），再列举两例此类常见化合物、（共价化合物或离子化合物各1例）；

3．制备S2Cl2的化学方程式是，实际得到的产物是，如何用简单的实验方法得到较纯的S2Cl2：。

4．写出S2Cl2遇水分解和溶于NaOH溶液的化学方程式；

5．S2Cl2与CH2＝CH2反应，可用来制备芥子气(ClCH2CH2)2S。写出化学方程式。

6．S2Cl2在惰性溶剂CCl4中氨解可得到二元化合物X，X与氯化亚锡（Ⅱ）的乙醇溶液反应，所得主要产物Y的分子含氢2.14%（质量分数），且Y的摩尔质量比X略大；Y是高度对称的分子，结构中存在四重对称轴（旋转90°重合）。写出Y的结构简式并写出合成X、Y的方程式。

第三题（9分）多硫化物

多硫化物S x2－（2～6）在碱性溶液中被BrO3－氧化为SO42－；多硫化物在酸性溶液中析出多硫化氢，多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体，能迅速分解。

1．写出碱性溶液中BrO3－氧化S x2－的离子反应方程式；

2．如果上述反应中BrO3－和OH－的物质的量的比为2︰3，计算S x－中x的值；如果生成0.1mol Br－，计算转移的电子的物质的量；

3．Na2S x溶液中滴入稀硫酸，可观察到什么现象？写出总反应方程式；

4．过量S和NaOH溶液共煮，产物之一是Na2S x，写出总反应方程式；

上述溶液中通入SO2，可以除去Na2S x，得到无色溶液，写出总反应方程式

5．多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢，说明多硫化钙具有杀虫作用的原因。

第四题（7分）S2－的生成与沉淀金属离子

在含Zn2＋的溶液中去除含有的Cu2＋、Hg2＋、Bi3＋，Pb2＋等离子时，可加入硫代乙酰胺（CH3CSNH2），并控制溶液的酸度为0.3mol/L。

1．写出该条件下硫代乙酰胺水解的反应方程式；

2．酸度太高或太低对分离有何影响？

3．控制酸度为什么要用HCl溶液，而不用HNO3溶液？

4．在沉淀过程中，为什么还要加水稀释溶液？

5．洗涤CuS，HgS，Bi2S3，PbS沉淀时，为什么要用约0.1mol/L的NH4NO3溶液？

6．如果沉淀没有洗净还沾有Cl－时，对HgS与其他硫化物的分离有何影响？

第五题（6分）SF6的结构、制备与性质

纯净的SF6是一种无色无味的气体，具有良好的化学稳定性和热稳定性、卓越的电绝缘性能和灭弧性能。主要用于大型发电厂的介电绝缘介质，半导体制造业等。

1．工业上SF6通常是由电解产生的氟在高温下与硫反应来制备的。方法是将氟气与熔融硫磺反应，使反应器中的硫磺保持在120℃～180℃的熔融状态与通入的氟气反应。此法反应温度较易控制，须保证氟气适当过量。请给出氟气适当过量的理由；

2．Eugene H.Man等提出的合成SF6方法是电解HF与SF4的液态混合物。电解过程中需避免氟以外的卤素介入，电解液的比例（HF︰SF4）控制在1︰1～1︰5之间，氮气流缓慢通过电解槽以利于收集产品气，并用干冰和液氮冷却的冷阱收集产品气体。

（1）写出制备反应的化学方程式；

（2）对产品气体的分析显示，主要成分为SF6和部分未反应的SF4，同时含有微量的SOF4，SiF4、SOF2、H2和CO2。请设计出一种除去SF6中SF4的简单的化学方法，并写出反应方程式。

3．空气中的氧气在高压或电火花的作用下会与六氟化硫反应生成一系列的氟化物，若高压下SF6放电，生成物A的相对分子量为86。

（1）写出反应的化学方程式；

（2）SF6和A的分子构型分别是什么？