硫及其化合物的性质

硫及其化合物
第一部分基础知识
一、硫
（一）结构和存在
1、结构
(1)硫位于第三周期第ⅥA族电子排布式为 [Ar]3s23p4
(2)结构式 S
8 (斜方硫和单斜硫的化学式均为S
8
,除此之外还有其他分
子种类,如S
2、S
3
、S
4
、S
5
、S
6
、S
7
……S
20
和其他硫链等。

)
2、存在形式
（1）游离态：存在火山喷口附近或地壳岩层里。

原因：气体中还有的SO2与H2S气体相遇生成硫单质沉积在火山口附近。

（2H2S+SO2＝3S↓+2H2O）
（2）化合态：硫化物：硫铁矿（FeS
2）、黄铜矿（CuFeS
2
）
硫酸盐：芒硝（Na
2SO
4
·10H
2
O）、石膏（CaSO
4
·2H
2
O）
其他：蛋白质、化石燃料（煤、石油、天然气）（二）物理性质
1、颜色状态：黄色晶体、质脆、易研成粉末。

俗称：硫磺
2、溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS
2
）。

可以用二硫化碳洗涤内壁附着硫单质的试管。

（三）化学性质
1、氧化性
（1）与Na反应 2Na + S Na
2
S
将硫粉和金属钠混合在研钵中研磨，可以听到轻微的爆炸声。

（2）与比价金属反应时生成低价金属硫化物
Fe + S FeS ， 2Cu + S CuS
研磨
（3）硫蒸气与H
2反应 H
2
+ S H
2
S
2、还原性（1）与O
2
反应
S + O
2 SO
2
硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧产生蓝紫色火焰，都产生刺激性气味的气体。

（2）与浓硫酸反应
S + 2H
2SO
4
(浓) 3SO
2
↑ + 2H
2
O 归中反应
3、既表现氧化性，又表现还原性——与NaOH反应
3S + 6NaOH 2Na
2S + Na
2
SO
3
+ 3H
2
O
（四）用途
1、制农药：如硫合剂(石灰、硫磺)，可用于杀死果树的害虫。

2、制黑火药：“一硫二硝三木炭”
S + 2KNO
3 + 3C K
2
S + N
2
↑ +3CO
2
↑
3、消除汞蒸气：实验室里不慎洒落一些汞，可以撒上硫粉处理。

二、硫的化合物
（一）二氧化硫 SO
2
1、物理性质
无色、具有刺激性气味的气体，密度大于空气，易溶于水（1：40），沸点较低，易液化，有毒
2、化学性质
（1）酸性氧化物
与H
2O反应 H
2
O + SO
2
＝ H2SO3
与碱反应SO
2 + NaOH ＝ NaHSO
3
SO
2
过量
SO
2 + 2NaOH ＝ Na
2
SO
3
+ H
2
O SO
2
少量
SO
2 + Ca(OH)
2
＝ CaSO
3
↓ + H
2
O
SO
2 + Ba(OH)
2
＝ BaSO
3
↓ + H
2
O
与碱性氧化物反应 SO
2 + CaO ＝ CaSO
3
与某些盐反应 SO
2(少) + 2NaHCO3＝ Na2SO3 + H2O +2CO2
点燃
点燃
SO
2
(过) + NaHCO3＝ NaHSO3 + CO2 （2）氧化性
与H
2S反应 2H
2
S+SO
2
＝3S↓+2H
2
O
（3）还原性
①使卤族单质水溶液褪色
Cl
2 + SO
2
+ 2H
2
O ＝ H
2
SO
4
+ 2HCl
Br
2 + SO
2
+ 2H
2
O ＝ H
2
SO
4
+ 2HBr
I 2 + SO
2
+ 2H
2
O ＝ H
2
SO
4
+ 2HI
②使KMnO
4
（H+）褪色
2KMnO
4 + 5O
2
+2H
2
O ＝ K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 2H
2
SO
4
③使FeCl
3
由黄色变为浅绿色
2FeCl
3 + SO
2
+ 2H
2
O ＝ FeCl
2
+ FeSO
4
+ 4HCl
④催化氧化
2SO
2 + O
2
2SO
3
（4）漂白性
SO2与某些有色物质化合成不稳定的无色物质，这种无色物质受热易分解，而使有色物质恢复原来的颜色。

可以用品红溶液来检验SO2，先褪色加热后恢复原色。

3、用途
（1）漂白纸浆、毛、丝、草帽辫等；
（2）用于杀菌消毒；二氧化硫在红酒中可以杀死有害的细菌，防止微生物污染红酒，还可以防止红酒里的单宁、色素等物质氧化，达到防腐保鲜的作用。

（3）用于工业制备三氧化硫。

4、SO
2
的实验室制法
（1）实验原理：Na
2SO
3
+ H
2
SO
4
＝ SO
2
↑ + Na
2
SO
4
+ H
2
O
（2）实验装置：
该反应为强酸制弱酸的反应，不涉及氧化还原
（二）三氧化硫 SO
3
1、物理性质
常温常压下，三氧化硫是一种无色液体，熔点为16.8℃、沸点为44.8℃，标准状况下为固体。

2、化学性质
SO
3
是一种酸性氧化物，是硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的性质。

（1）能是紫色石蕊试液变红
SO
3 + H
2
0 ＝ H
2
SO
4
H 2SO
4
＝ 2H+ + SO
4
2-
（2）与碱性氧化物反应
CaO + SO
3＝ CaSO
4
Na
2O + SO
3
＝ Na
2
SO
4
（3）能与碱反应
Ca(OH)
2 + SO
3
＝ CaSO
4
+ H
2
O
4、工业制法
2SO
2 + O
2
2SO
3
5、硫的氧化物的污染与治理
（1）污染来源：化石燃料的燃烧，含硫矿石的冶炼。

（2）危害：污染大气，形成酸雨。

（3）防治：开发新能源，冶炼脱硫，处理工业废气
2CaO + 2SO
2 + O
2
2CaSO
4
（三）硫化氢 H
2
S
1、物理性质
无色具有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，是一种大气污染物，其水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。

2、化学性质
（1）与碱反应
H
2S + OH-(少) ＝ HS- + H
2
O
H
2S + 2OH-(过) ＝ S2- + 2H
2
O
（2）具有强还原性
2FeCl
3 + H
2
S ＝ 2FeCl2 + S↓ + 2HCl
（3）具有可燃性
2H
2S + 3O
2
2SO
2
+ 2H
2
O O
2
过量
2H
2S + O
2
2S + 2H
2
O O
2
少量
（4）酸性
①H
2S和H
2
SO
3
都是二元弱酸，在水中分步电离，能使紫色石蕊试液变红；
②酸性H
2S<H
2
SO
3
,S2-、SO
3
2-、HS-、HSO
3
-都可以发生水解，其中S2-、HS-可与Al3+
发生相互促进的水解反应。

3S2- + 2Al3+ + 6H
2O ＝ 2Al(OH)
3
↓ + 3H
2
S↑
（四）硫酸
1、稀硫酸的性质——酸的通性（1）使指试剂变色
（2）与活泼金属反应
（3）与碱反应
（4）与碱性氧化物反应
（5）与某些盐反应
2、浓硫酸的特性
浓硫酸俗称坏水，指H
2SO
4
的质量分数大于或者等于70%的硫酸溶液，密度
大于1.8g·cm-3，物质的量浓度大于18mol·L-1的一般都称作浓硫酸。

（1）吸水性
浓硫酸具有吸收现成水（如气体、液体的水，固体中的结晶水）的性质，原
因是H
2SO
4
分子与水分子形成一系列的稳定水合物。

浓硫酸常用来干燥中性、酸性气体，不可干燥碱性气体（NH
3
）和常温下具
有还原性的气体，如HI、HBr、H
2
S等。

（2）脱水性
按水的组成比脱去某些有机物中的氢、氧元素，使有机物脱水。

（3）强氧化性
①与绝大多数的金属反应
其中冷的浓硫酸、浓硝酸使铁和铝等金属钝化。

钝化使化学变化，可以用铁罐来贮运浓硫酸。

对于其他金属有金属 + H
2SO
4
(浓)高价态金属硫酸盐 + SO
2
↑ + H
2
O
②与非金属反应
非金属 + H
2SO
4
(浓)高价态氧化物或含氧酸 + SO
2
↑ + H
2
O
C + 2H
2SO
4
(浓) CO
2
↑ + 2SO
2
↑ + 2H
2
O
S + 2H
2SO
4
(浓) 3SO
2
↑ + 2H
2
O
P + 5H
2SO
4
(浓) 2H
3
PO
4
+ 5SO
2
↑ + 2H
2
O
③与其他还原性物质反应
H 2S + H
2
SO
4
(浓) ＝ SO
2
+ S↓ + 2H
2
O
HI+ H
2SO
4
(浓) ＝ SO
2
+ I
2
+ 2H
2
O
④难挥发性
浓硫酸是一种高沸点、难挥发性的酸，能够用于制取易挥发的HCl、HNO
3
等，
如H
2SO
4
(浓) + NaCl
（s）
NaHSO
4
+ HCl↑
3、工业制备浓硫酸（接触法制硫酸）
4、用途
（1）化工原料，化学实验室中的必备试剂；
（2）制化肥、农药、炸药和染料等；
（3）用于石油精炼、金属加工前的酸洗和制取各种挥发性酸等。

第二部分常见考点
一、SO
4
2-的检验
检验SO
4
2-的正确操作
向待测液中加入稀盐酸酸化（排除Ag+和SO32-的干扰），取上层清液加入氯化钡溶液（不能是硝酸钡，硝酸根与氢离子具有氢氧化性，会将SO32-氧化为SO42-造成误差），若有白色沉淀证明待测液中含有硫酸根。

二、CO
2和SO
2
的比较及鉴别
（一）CO
2和SO
2
的比较
注：能使澄清石灰水变浑浊的除了二氧化碳还有二氧化硫
（二）鉴别
CO2 + C 2CO
1、鉴别方法
（1）利用SO
2
的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水鉴别；
（2）利用SO
2
的漂白性，用品红溶液鉴别；
（3）将SO
2、CO
2
分别通入BaCl
2
溶液中都不沉淀，再滴加氯水，通入SO
2
的溶液
中产生白色沉淀。

（4）SO
2中混有CO
2
A用来证明混合气体中混有SO
2
，可替换成品红溶液；
B用来吸收SO
2
；
C用来证明SO
2
被吸收干净，也可替换成品红；
D用来证明有CO
2。

注：若混合气体中混有水蒸气，应先用无水硫酸铜检验水蒸气是否存在。

（三）常见漂白剂和漂白原理的比较
（四）环境污染的防治方法
方法一：钙基固硫法
为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、氧气共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中。

方法二：氨水脱硫法
雾化的氨水与烟气中的二氧化硫直接接触并将其吸收。

NH
3 + SO
2
+ H
2
O ＝ NH
4
HSO
3
2NH
3 + SO
2
+ H
2
O ＝ (NH
4
)
2
SO
3
2(NH
4)
2
SO
3
+ O
2
＝ (NH
4
)
2
SO
4
方法三：钠、碱脱硫法
用NaOH/Na
2SO
3
吸收烟气中的 SO
2
，得到Na
2
SO
3
和NaHSO
3。

2NaOH + SO
2＝ Na
2
SO
3
+ H
2
O
Na
2CO
3
+ SO
2
＝ Na
2
SO
3
+ CO
2
Na
2SO
3
+ SO
2
+ H
2
O ＝ 2NaHSO
3
三、含硫化合物之间的转化
第三部分拓展知识
一、试题中常见的硫的化合物
1、SOCl
2
（亚硫酰氯、氯化亚砜）常在实验题中出现
（1）制备：SO
3 + SCl
2
＝ SOCl
2
+ SO
2
（2）性质：
不稳定，加热到140℃以上时分解成氯气、二氧化硫和一氯化硫；
遇水剧烈反应：SOCl
2 + H
2
0 ＝ SO
2
↑ + 2HCl↑
2、S
2Cl
2
（二硫化二氯）
（1）制备：由熔融硫经直接氯化得到
（2）性质：分子结构与过氧化氢相似，在空气中强烈发烟，可与水反应生成二
氧化硫、硫和氯化氢，2S
2Cl
2
+ 2H
2
0 ＝ SO
2
↑ + 4HCl↑ + 3S↓。

3、Na
2S
2
O
3
（硫代硫酸钠）
（1）制备：
将Na
2S和Na
2
CO
3
以物质的量之比为2:1配成溶液，然后通入SO2，发生的反
应为2Na
2S + Na
2
CO
3
+ 4SO
2
＝ 3Na
2
S
2
O
3
+ CO
2
（3）性质：
①中等强度的还原剂，常用在碘量法中测定碘的含量，可被碘氧化为连四硫酸
钠（Na
2S
4
O
6
），反应原理为I
2
+ S
2
O
3
2- = 2I- + S
4
O
6
2-；
②可被氯气、溴单质等氧化剂氧化为硫酸根；
③与酸反应：2H+ + S2O32- = S↓+ SO2↑+ H20。

（4）用途：
俗称海波、大苏打，是氰化物、腈的解毒物。

4、Na
2S
2
O
5
（焦亚硫酸钠）
（1）制备：由亚硫酸氢钠过饱和溶液结晶脱水而成。

2NaHSO
3＝ Na
2
S
2
O
5
+ H
2
O
（2）性质：可以被氧化剂氧化成硫酸根。

5、Na
2S
2
O
8
（过二硫酸钠）硫为+6价，酸根中含有一个过氧根，性质与过氧化氢
相似，具有氧化性。

6、Na
2S
2
O
4
（连二亚硫酸钠）俗称保险粉，酸根可被氧化成硫酸根。