《硫及其化合物 高等無機(jī)化學(xué)PPT課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《硫及其化合物 高等無機(jī)化學(xué)PPT課件（63頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、自然界中硫的存在形式 單質(zhì)硫 硫化礦 硫酸鹽礦 有機(jī)硫第1頁/共63頁常見的單質(zhì)硫火山硫火山硫隕石硫隕石硫第2頁/共63頁方鉛礦方鉛礦PbS閃鋅礦閃鋅礦ZnS輝銻礦輝銻礦Sb2S3常見的硫化礦第3頁/共63頁朱砂（辰砂）朱砂（辰砂）HgS雄黃雄黃( (雞冠石雞冠石) )AsAs4 4S S4 4雌黃雌黃AsAs2 2S S3 3第4頁/共63頁黃鐵礦(FeS2)工業(yè)制取硫酸的原料，貌似黃金，俗稱愚人金工業(yè)制取硫酸的原料，貌似黃金，俗稱愚人金第5頁/共63頁常見的硫酸鹽礦石膏石膏(CaSO42H2O)綠礬綠礬FeSO47H2O第6頁/共63頁芒硝芒硝Na2SO410H2O明礬明礬KAl(SO4)

2、212H2O第7頁/共63頁重晶石（鋇餐）重晶石（鋇餐）(BaSO4)第8頁/共63頁有機(jī)硫多儲(chǔ)存于生物機(jī)體內(nèi)，石油和煤內(nèi)也含有有機(jī)硫，但會(huì)因?yàn)楫a(chǎn)地不同導(dǎo)致成分不同。自然界中的硫循環(huán)自然界中的硫循環(huán)第9頁/共63頁硫的生產(chǎn) 從自然硫礦床中提取 從天然氣、煤氣和工業(yè)廢氣中回收第10頁/共63頁自然硫礦床中提取從地面向含硫?qū)哟蛞豢谪Q井，然后用從地面向含硫?qū)哟蛞豢谪Q井，然后用三個(gè)不同口徑的套管插入直達(dá)礦床。提取三個(gè)不同口徑的套管插入直達(dá)礦床。提取時(shí)將過熱水和過熱蒸汽從最大口徑的管壓時(shí)將過熱水和過熱蒸汽從最大口徑的管壓進(jìn)礦床，將硫熔融。從最小口徑的管子打進(jìn)礦床，將硫熔融。從最小口徑的管子打進(jìn)熱的壓縮空

3、氣，將液態(tài)硫、水和空氣的進(jìn)熱的壓縮空氣，將液態(tài)硫、水和空氣的混合物從中等管子中壓出地面。從井中出混合物從中等管子中壓出地面。從井中出來的硫在容器中冷卻，即得成品。來的硫在容器中冷卻，即得成品。此法的優(yōu)點(diǎn)是不需開采礦石，而且可此法的優(yōu)點(diǎn)是不需開采礦石，而且可以得到很純凈的硫（以得到很純凈的硫（99.599.599.9%99.9%），無需），無需進(jìn)一步提純就可供一般使用。進(jìn)一步提純就可供一般使用。地下熔融法（Frasch process）第11頁/共63頁回收硫克勞斯法（Claus process）克勞斯法的主要化學(xué)反應(yīng)為：克勞斯法的主要化學(xué)反應(yīng)為： 自脫硫裝置來的酸性氣全部自脫硫裝置來的酸性氣全

4、部進(jìn)入燃燒爐（見圖），克勞斯法進(jìn)入燃燒爐（見圖），克勞斯法其中的硫化氫有三分之一可氧化其中的硫化氫有三分之一可氧化成二氧化硫，并與未氧化的硫化成二氧化硫，并與未氧化的硫化氫一起進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)氫一起進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化。為完成部分燃燒反應(yīng)，通入化。為完成部分燃燒反應(yīng)，通入燃燒爐的空氣需嚴(yán)格控制。燃燒爐的空氣需嚴(yán)格控制。第12頁/共63頁硫的用途一、制備含硫化合物，最主要的是硫酸。一、制備含硫化合物，最主要的是硫酸。二、制備硫化橡膠。二、制備硫化橡膠。三、制備黑火藥和火柴。硫是生產(chǎn)煙火的主材料之一。三、制備黑火藥和火柴。硫是生產(chǎn)煙火的主材料之一。四、制備硫化染料和顏料。如群青的生產(chǎn)材料

5、之一就四、制備硫化染料和顏料。如群青的生產(chǎn)材料之一就是硫磺。是硫磺。五、具有一定的藥用價(jià)值，能治療某些皮膚?。蚧俏濉⒕哂幸欢ǖ乃幱脙r(jià)值，能治療某些皮膚病（硫磺軟膏），溫泉中一般含有硫。軟膏），溫泉中一般含有硫。六、粉末狀的硫磺在農(nóng)業(yè)上可作為殺菌劑和殺蟲劑。六、粉末狀的硫磺在農(nóng)業(yè)上可作為殺菌劑和殺蟲劑。第13頁/共63頁硫的危害一、對(duì)環(huán)境：一、對(duì)環(huán)境： 硫氧化物（硫氧化物（SOSO2 2、SOSO3 3）是形成酸雨的主要成因。）是形成酸雨的主要成因。H H2 2S S，氣，氣態(tài)，臭雞蛋味，有劇毒。態(tài)，臭雞蛋味，有劇毒。二、對(duì)鋼鐵：二、對(duì)鋼鐵：在固態(tài)下，硫在鐵中的溶解度極小，而是以在固態(tài)下，硫在

6、鐵中的溶解度極小，而是以FeSFeS的形態(tài)存在的形態(tài)存在于鋼中。由于于鋼中。由于FeSFeS的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大，并易的塑性差，使含硫較多的鋼脆性較大，并易產(chǎn)生熱脆性。產(chǎn)生熱脆性。三、對(duì)設(shè)備：三、對(duì)設(shè)備：高溫下硫生成的硫化氫對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性。高溫下硫生成的硫化氫對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性。第14頁/共63頁四、對(duì)礦石：四、對(duì)礦石： 硫化鐵礦（主要是黃鐵礦）會(huì)降低鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（黃鐵礦硫化鐵礦（主要是黃鐵礦）會(huì)降低鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（黃鐵礦中理論上鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為中理論上鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高為46.67%46.67%），降低礦石品位，導(dǎo)致），降低礦石品位，導(dǎo)致冶煉前需進(jìn)行浮選，增加成本，污染

7、環(huán)境。冶煉前需進(jìn)行浮選，增加成本，污染環(huán)境。五、對(duì)煤炭：五、對(duì)煤炭：無論是作為冶金煤還是動(dòng)力煤，高硫煤都需要進(jìn)行脫硫處無論是作為冶金煤還是動(dòng)力煤，高硫煤都需要進(jìn)行脫硫處理才能使用。作為冶金煤，硫含量必須很低，理由見三；作理才能使用。作為冶金煤，硫含量必須很低，理由見三；作為動(dòng)力煤，硫會(huì)腐蝕相關(guān)設(shè)備。為動(dòng)力煤，硫會(huì)腐蝕相關(guān)設(shè)備。三、對(duì)石油：三、對(duì)石油：對(duì)煉油設(shè)備腐蝕，并且會(huì)對(duì)油品安定性影響較大，會(huì)參與對(duì)煉油設(shè)備腐蝕，并且會(huì)對(duì)油品安定性影響較大，會(huì)參與成膠反應(yīng)。成膠反應(yīng)。第15頁/共63頁硫的一般性質(zhì)第16頁/共63頁硫的同素異形體從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，硫的同素異形體有兩種涵義：從結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來看，硫的

8、同素異形體有兩種涵義：一種是指硫原子以不同的方式結(jié)合成分子，例如在一種是指硫原子以不同的方式結(jié)合成分子，例如在S Sn n分子中，分子中，n n可以是可以是1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、1010、1111、1212、1818、2020而另一種是指同一種硫分子在晶而另一種是指同一種硫分子在晶體中排列方式的不同，例如環(huán)八硫體中排列方式的不同，例如環(huán)八硫S S8 8分子既可以形成分子既可以形成正交硫，也可以組成單斜硫。正交硫，也可以組成單斜硫。S Sn n分子可以是由硫原子相互結(jié)合而成的環(huán)狀分子，分子可以是由硫原子相互結(jié)合而成的環(huán)狀分子，也可以是由硫原子相互

9、結(jié)合形成的鏈狀分子。在硫的也可以是由硫原子相互結(jié)合形成的鏈狀分子。在硫的環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，以環(huán)八硫分子最為穩(wěn)定，硫的鏈狀分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)中，以環(huán)八硫分子最為穩(wěn)定，硫的鏈狀分子有長(zhǎng)有短，長(zhǎng)的硫鏈能達(dá)到有長(zhǎng)有短，長(zhǎng)的硫鏈能達(dá)到10105 5個(gè)硫原子以上。個(gè)硫原子以上。第17頁/共63頁環(huán)八硫有著對(duì)稱性的皇冠結(jié)構(gòu)，環(huán)八硫有著對(duì)稱性的皇冠結(jié)構(gòu)，故又稱皇冠硫。在這個(gè)環(huán)狀分子中，故又稱皇冠硫。在這個(gè)環(huán)狀分子中，每個(gè)每個(gè)S S原子采取原子采取spsp3 3雜化態(tài)，與另外兩雜化態(tài)，與另外兩個(gè)硫原子形成共價(jià)單鍵相聯(lián)結(jié)。在個(gè)硫原子形成共價(jià)單鍵相聯(lián)結(jié)。在此構(gòu)型中鍵長(zhǎng)是此構(gòu)型中鍵長(zhǎng)是 206 pm206 pm，內(nèi)鍵角為，內(nèi)鍵角

10、為108108，兩個(gè)面之間的夾角為，兩個(gè)面之間的夾角為9898。環(huán)八硫分子可以形成多種晶體，環(huán)八硫分子可以形成多種晶體，其中最重要的有兩種：其中最重要的有兩種：1. 1.正交硫（斜方硫、菱形硫、正交硫（斜方硫、菱形硫、 - -硫）硫）2. 2.單斜硫（單斜硫（ - -硫）硫）正交硫和單斜硫都易溶于正交硫和單斜硫都易溶于CSCS2 2中。中。環(huán)八硫的皇冠結(jié)構(gòu)環(huán)八硫的皇冠結(jié)構(gòu)固態(tài)硫的同素異形體第18頁/共63頁正交硫是硫在常溫常壓下最穩(wěn)定正交硫是硫在常溫常壓下最穩(wěn)定的一種晶型，也是最常見的、應(yīng)用最的一種晶型，也是最常見的、應(yīng)用最廣泛的一種晶態(tài)硫，其晶胞中含有廣泛的一種晶態(tài)硫，其晶胞中含有1616個(gè)

11、環(huán)八硫分子?；鹕搅蚧径际钦粋€(gè)環(huán)八硫分子?；鹕搅蚧径际钦涣?。硫。將正交硫加熱到將正交硫加熱到368.7K368.7K，正交硫，正交硫會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷?。?huì)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷颉 S S S 從正交硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷蚴且粋€(gè)吸從正交硫轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡绷蚴且粋€(gè)吸熱過程，當(dāng)溫度低于熱過程，當(dāng)溫度低于368.7K368.7K時(shí)，單斜時(shí)，單斜硫又會(huì)重新轉(zhuǎn)變?yōu)檎涣?。因此硫又?huì)重新轉(zhuǎn)變?yōu)檎涣?。因?68.7K368.7K這個(gè)溫度點(diǎn)就是正交硫和單斜這個(gè)溫度點(diǎn)就是正交硫和單斜硫兩種不同晶型互相轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。硫兩種不同晶型互相轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。368.7K368.7K正交硫和單斜硫第19頁/共63頁彈性硫（無定形硫）彈性

12、硫是深黃色有彈性的固體，相對(duì)于其它硫的同素異形體彈性硫是深黃色有彈性的固體，相對(duì)于其它硫的同素異形體在二硫化碳中溶解度更小。不溶于水，微溶于酒精，是硫多種同在二硫化碳中溶解度更小。不溶于水，微溶于酒精，是硫多種同素異形體中的一種。素異形體中的一種。把硫粉加熱超過它的熔點(diǎn)就變成黃色流動(dòng)性的液體，加熱到把硫粉加熱超過它的熔點(diǎn)就變成黃色流動(dòng)性的液體，加熱到433K433K以上，以上，S S8 8環(huán)狀結(jié)構(gòu)斷裂變成無限長(zhǎng)的鏈狀的分子環(huán)狀結(jié)構(gòu)斷裂變成無限長(zhǎng)的鏈狀的分子(S (S) )互相絞互相絞在一起，液態(tài)硫的顏色變深在一起，液態(tài)硫的顏色變深, ,粘度增加粘度增加, ,接近接近473K473K時(shí)它的粘度最

13、大。時(shí)它的粘度最大。繼續(xù)加熱時(shí)繼續(xù)加熱時(shí)(523K(523K以上以上) )長(zhǎng)鏈硫斷裂為小分子，所以粘度下降。長(zhǎng)鏈硫斷裂為小分子，所以粘度下降。若把熔融的硫急速傾入冷水中若把熔融的硫急速傾入冷水中, ,長(zhǎng)鏈狀的硫被固定下來長(zhǎng)鏈狀的硫被固定下來, ,成為能成為能拉伸的彈性硫拉伸的彈性硫, ,但經(jīng)放置會(huì)發(fā)硬變?yōu)閱涡绷?。但?jīng)放置會(huì)發(fā)硬變?yōu)閱涡绷?。?0頁/共63頁二硫二硫S S2 2二硫?yàn)榱虻碾p原子分子。在二硫?yàn)榱虻碾p原子分子。在720720，硫主要以二硫存在。在，硫主要以二硫存在。在530530、低壓、低壓(1mmHg)(1mmHg)的環(huán)境中，硫蒸汽占的環(huán)境中，硫蒸汽占99%99%是二硫?；鹧嬷惺嵌?/p>

14、硫?；鹧嬷挟a(chǎn)生的產(chǎn)生的S S2 2分子使硫燃燒時(shí)呈藍(lán)色。分子使硫燃燒時(shí)呈藍(lán)色。三硫三硫S S3 3三硫的彎曲結(jié)構(gòu)類似臭氧，為一櫻桃紅色的氣體。在三硫的彎曲結(jié)構(gòu)類似臭氧，為一櫻桃紅色的氣體。在440440、10mmHg10mmHg的環(huán)境，三硫組成了硫蒸汽的的環(huán)境，三硫組成了硫蒸汽的10%10%。四硫四硫S S4 4在硫蒸汽存在。根據(jù)理論計(jì)算的最新觀點(diǎn)認(rèn)為四硫有著環(huán)狀在硫蒸汽存在。根據(jù)理論計(jì)算的最新觀點(diǎn)認(rèn)為四硫有著環(huán)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。環(huán)五硫環(huán)五硫S S5 5尚未分離，只在硫蒸汽偵測(cè)到。尚未分離，只在硫蒸汽偵測(cè)到。氣態(tài)硫的同素異形體第21頁/共63頁單質(zhì)硫的化學(xué)性質(zhì)如上所述，硫有多種同素異形體，故不再介

15、紹其如上所述，硫有多種同素異形體，故不再介紹其物理性質(zhì)。但參與一般化學(xué)反應(yīng)的，大都是環(huán)八硫物理性質(zhì)。但參與一般化學(xué)反應(yīng)的，大都是環(huán)八硫S S8 8，一般為簡(jiǎn)便起見，我們?nèi)粤?xí)慣把它寫作一般為簡(jiǎn)便起見，我們?nèi)粤?xí)慣把它寫作S S。硫是一個(gè)相當(dāng)活潑的元素，在室溫下，硫能和氟硫是一個(gè)相當(dāng)活潑的元素，在室溫下，硫能和氟直接作用。加熱時(shí)，則能同氯、碳、磷等許多非金直接作用。加熱時(shí)，則能同氯、碳、磷等許多非金屬元素以及除金、鉑、鈀之外的所有金屬元素直接屬元素以及除金、鉑、鈀之外的所有金屬元素直接化合，例如：化合，例如：2S + Cl2S + Cl2 2 S S2 2ClCl2 2S + Fe S + Fe F

16、eSFeSS + Hg S + Hg HgSHgS第22頁/共63頁在常溫下，于潮濕的空氣中，硫可被氧緩慢的氧化成硫酸：在常溫下，于潮濕的空氣中，硫可被氧緩慢的氧化成硫酸：2S + 3O2S + 3O2 2 + 2H + 2H2 2O 2HO 2H2 2SOSO4 4加熱時(shí)，硫便在空氣中以藍(lán)色火焰燃燒而生成二氧化硫：加熱時(shí)，硫便在空氣中以藍(lán)色火焰燃燒而生成二氧化硫：S(s) + OS(s) + O2 2(g) SO(g) SO2 2(g) (g) H H298298= 296.8kJ/= 296.8kJ/molmol硫不于非氧化性酸作用，但能同濃硝酸反應(yīng)生成硫酸：硫不于非氧化性酸作用，但能同濃

17、硝酸反應(yīng)生成硫酸：S + 6HNOS + 6HNO3 3 H H2 2SOSO4 4 + 6NO + 6NO2 2 + 2H + 2H2 2O O和熱的濃硫酸反應(yīng)，生成二氧化硫：和熱的濃硫酸反應(yīng)，生成二氧化硫：S(s) + 2HS(s) + 2H2 2SOSO4 4(l) 3SO(l) 3SO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l) O(l) H H298298=165.8kJ/=165.8kJ/molmol第23頁/共63頁第24頁/共63頁第25頁/共63頁第26頁/共63頁硫的氫化物硫化氫硫化氫分子形狀與水分子相類似，因此它和水分子一樣是硫化氫分子形狀與水分子相類似，因此它和

18、水分子一樣是個(gè)極性分子，但它的極性比水弱得多，以至分子間幾乎不存在個(gè)極性分子，但它的極性比水弱得多，以至分子間幾乎不存在氫鍵，所以硫化氫的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低。硫化氫比水不穩(wěn)定，氫鍵，所以硫化氫的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)都很低。硫化氫比水不穩(wěn)定，加熱高于加熱高于700K700K時(shí)，即分解為元素，這是由于時(shí)，即分解為元素，這是由于SHSH較較OHOH鍵為鍵為弱之故。弱之故。在實(shí)驗(yàn)室里，常用人工合成的塊狀硫化亞鐵于在實(shí)驗(yàn)室里，常用人工合成的塊狀硫化亞鐵于KippKipp發(fā)生器發(fā)生器中與非氧化性酸作用來制備硫化氫：中與非氧化性酸作用來制備硫化氫：FeSFeS + 2HCl H + 2HCl H2 2S + FeClS

19、 + FeCl2 2第27頁/共63頁1. 1.用于合成熒光粉，電放光、光導(dǎo)體、光電曝光計(jì)等用于合成熒光粉，電放光、光導(dǎo)體、光電曝光計(jì)等的制造。有機(jī)合成還原劑。用于金屬精制、農(nóng)藥、醫(yī)藥、的制造。有機(jī)合成還原劑。用于金屬精制、農(nóng)藥、醫(yī)藥、催化劑再生。通用試劑。制取各種硫化物。催化劑再生。通用試劑。制取各種硫化物。2. 2.用于制造無機(jī)硫化物，還用于化學(xué)分析如鑒定金屬用于制造無機(jī)硫化物，還用于化學(xué)分析如鑒定金屬離子。離子。硫化氫的用途第28頁/共63頁也可用石蠟和硫磺反應(yīng)以堿金屬、堿土金屬、鋁的硫化物也可用石蠟和硫磺反應(yīng)以堿金屬、堿土金屬、鋁的硫化物的水解來制備。利用有機(jī)含硫化物硫代乙酰胺的加熱水

20、解，亦的水解來制備。利用有機(jī)含硫化物硫代乙酰胺的加熱水解，亦可制得硫化氫：可制得硫化氫：CHCH3 3-C-NH-C-NH2 2 +2H +2H2 2O HO H2 2S + CHS + CH3 3COONHCOONH4 4 S S控制加熱的程度，即可加速或減緩這一水解反應(yīng)的進(jìn)程?？刂萍訜岬某潭?，即可加速或減緩這一水解反應(yīng)的進(jìn)程。由硫化亞鐵和鹽酸反應(yīng)而制得的硫化氫，常含有由硫化亞鐵和鹽酸反應(yīng)而制得的硫化氫，常含有H H2 2、N N2 2、O O2 2、COCO2 2、AsHAsH3 3和酸蒸汽等雜質(zhì)。為除去和酸蒸汽等雜質(zhì)。為除去AsHAsH3 3, ,可把用可把用CaClCaCl2 2干干燥

21、過的燥過的H H2 2S S導(dǎo)入一盛有干燥的導(dǎo)入一盛有干燥的I I2 2和玻璃棉的和玻璃棉的U U型管中，使型管中，使AsHAsH3 3和和I I2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成AsIAsI3 3沉積在管內(nèi)而與沉積在管內(nèi)而與H H2 2S S分離，反應(yīng)生成的分離，反應(yīng)生成的HIHI及原先及原先所含的所含的COCO2 2等，則可用適量的蒸餾水洗去，如欲除去雜質(zhì)氣體等，則可用適量的蒸餾水洗去，如欲除去雜質(zhì)氣體H H2 2、N N2 2和和O O2 2，則可用，則可用P P4 4O O1010將將H H2 2S S干燥后，以干冰冷凍之，使其干燥后，以干冰冷凍之，使其液化而與液化而與H H2 2、N N2 2和

22、和O O2 2分離。分離。硫化氫的實(shí)驗(yàn)室制備方法第29頁/共63頁573k/mol/mol第30頁/共63頁完全干燥的氣態(tài)硫化氫在室溫下不同空氣中的氧發(fā)生作用，完全干燥的氣態(tài)硫化氫在室溫下不同空氣中的氧發(fā)生作用，但在高溫時(shí)卻能在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰并生成二氧化硫但在高溫時(shí)卻能在空氣中燃燒，產(chǎn)生藍(lán)色火焰并生成二氧化硫和水：和水：2H2H2 2S (g) + 3OS (g) + 3O2 2(g) 2SO(g) 2SO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(g) O(g) H H298298= 1036kJ/= 1036kJ/molmol在空氣供應(yīng)不足的情況下，則生成單質(zhì)硫和水：在空氣供

23、應(yīng)不足的情況下，則生成單質(zhì)硫和水：2H2H2 2S(g) +S(g) + O O2 2(g) 2S(s) + 2H(g) 2S(s) + 2H2 2O(g) O(g) H H298298= 442.4kJ/= 442.4kJ/molmol這表明氣態(tài)硫化氫在高溫下具有一定的還原性。這表明氣態(tài)硫化氫在高溫下具有一定的還原性。硫化氫中的氫原子能被大多數(shù)較活潑的金屬元素所取代。硫化氫中的氫原子能被大多數(shù)較活潑的金屬元素所取代。例如：例如：H H2 2S(g) + S(g) + PbPb(s) H(s) H2 2(g) +(g) + PbSPbS(s) (s) H H298298= 79.9kJ/= 7

24、9.9kJ/molmol氣態(tài)硫化氫的化學(xué)性質(zhì)第31頁/共63頁硫化氫的臨界溫度為硫化氫的臨界溫度為373.6K373.6K，極易液化為無色的液體。由于，極易液化為無色的液體。由于硫化氫分子的極性比水弱得多，因此液態(tài)硫化氫對(duì)離子型和極硫化氫分子的極性比水弱得多，因此液態(tài)硫化氫對(duì)離子型和極性化合物來說，都不是一種良好的溶劑，相反，它卻能溶解許性化合物來說，都不是一種良好的溶劑，相反，它卻能溶解許多非極性的物質(zhì)。多非極性的物質(zhì)。硫化氫能溶于水，但溶解度并不大。在常溫常壓下，硫化硫化氫能溶于水，但溶解度并不大。在常溫常壓下，硫化氫的飽和水溶液的濃度約為氫的飽和水溶液的濃度約為0.1mol g0.1mo

25、l g-1 -1左右，通常把硫化氫的水左右，通常把硫化氫的水溶液叫做硫化氫水溶液或者氫硫酸，溶液中存在著如下平衡：溶液叫做硫化氫水溶液或者氫硫酸，溶液中存在著如下平衡：H H2 2S S H H+ + + HS + HS- - pK pKa1a1=6.88=6.88HSHS- - H H+ + + S + S2-2- pK pKa2a2=14.15=14.15因此，硫化氫的水溶液顯微酸性。因此，硫化氫的水溶液顯微酸性。氫硫酸的化學(xué)性質(zhì)第32頁/共63頁硫化氫溶液除了顯示微酸性外，還表現(xiàn)出較氣態(tài)硫化氫為硫化氫溶液除了顯示微酸性外，還表現(xiàn)出較氣態(tài)硫化氫為強(qiáng)的還原性，其飽和溶液的氧化還原電位如下：強(qiáng)

26、的還原性，其飽和溶液的氧化還原電位如下：S +2HS +2H+ + + 2e + 2e- - H H2 2S(0.1 S(0.1 molmol/L) E/L) E= 0.141V= 0.141V如果將硫化氫溶液曝置在空氣中，它便逐漸被氧氧化而析如果將硫化氫溶液曝置在空氣中，它便逐漸被氧氧化而析出單質(zhì)硫：出單質(zhì)硫：2H2H2 2S + OS + O2 2 2H 2H2 2O + 2SO + 2S當(dāng)硫化氫溶液遇到其他氧化劑時(shí)，則依氧化劑的強(qiáng)弱不同而被當(dāng)硫化氫溶液遇到其他氧化劑時(shí)，則依氧化劑的強(qiáng)弱不同而被氧化為單質(zhì)硫或硫氧化為單質(zhì)硫或硫(VI)(VI)的含氧酸。例如：的含氧酸。例如：H H2 2S

27、+ IS + I2 2 2HI + S 2HI + S5H5H2 2S + 2HS + 2H3 3AsOAsO4 4 2S + As 2S + As2 2S S3 3 + 8H + 8H2 2O OH H2 2S + 2FeClS + 2FeCl3 3 S + 2FeCl S + 2FeCl2 2 + 2HCl + 2HCl氫硫酸的還原性第33頁/共63頁H H2 2S + 4BrS + 4Br2 2 + 4H + 4H2 2O HO H2 2SOSO4 4 + + 8HBr8HBrH H2 2S + 4ClS + 4Cl2 2 + 4H + 4H2 2O HO H2 2SOSO4 4 + +

28、 8HCl8HCl硫化氫在溶液中所能提供硫離子硫化氫在溶液中所能提供硫離子S S2- 2-的多寡，取決于溶液的的多寡，取決于溶液的pHpH值。在某一值。在某一pHpH范圍內(nèi)，它可把某一或某些金屬離子沉淀為范圍內(nèi)，它可把某一或某些金屬離子沉淀為硫化物。硫化物。第34頁/共63頁硫的氧化物二氧化硫二氧化硫?yàn)闊o色透明氣體，有刺激性臭味。二氧化硫?yàn)闊o色透明氣體，有刺激性臭味。 溶于水、乙醇溶于水、乙醇和乙醚。和乙醚。 液態(tài)二氧化硫比較穩(wěn)定，不活潑。氣態(tài)二氧化硫加熱到液態(tài)二氧化硫比較穩(wěn)定，不活潑。氣態(tài)二氧化硫加熱到20002000不分解。不燃燒，與空氣也不組成爆炸性混合物。不分解。不燃燒，與空氣也不組成

29、爆炸性混合物。 無機(jī)化合物如溴、三氯化硼、二硫化碳、三氯化磷、磷酰無機(jī)化合物如溴、三氯化硼、二硫化碳、三氯化磷、磷酰氯、氯化碘以及各種亞硫酰氯化物都可以任何比例與液態(tài)二氯、氯化碘以及各種亞硫酰氯化物都可以任何比例與液態(tài)二氧化硫混合。堿金屬鹵化物在液態(tài)二氧化硫中的溶解度按氧化硫混合。堿金屬鹵化物在液態(tài)二氧化硫中的溶解度按I IBrBrClCl的次序減小。金屬氧化物、硫化物、硫酸鹽等多的次序減小。金屬氧化物、硫化物、硫酸鹽等多數(shù)不溶于液態(tài)二氧化硫。數(shù)不溶于液態(tài)二氧化硫。分子結(jié)構(gòu)與極性：分子結(jié)構(gòu)與極性：V V形分子，極性分子。形分子，極性分子。第35頁/共63頁二氧化硫的用途1. 1.用作有機(jī)溶劑及

30、冷凍劑，并用于精制各種潤(rùn)滑油。用作有機(jī)溶劑及冷凍劑，并用于精制各種潤(rùn)滑油。2. 2.主要用于生產(chǎn)三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽，也用主要用于生產(chǎn)三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽，也用作熏蒸劑、防腐劑、消毒劑、還原劑等。作熏蒸劑、防腐劑、消毒劑、還原劑等。3. 3.二氧化硫是中國(guó)允許使用的還原性漂白劑。對(duì)食品有漂白和對(duì)二氧化硫是中國(guó)允許使用的還原性漂白劑。對(duì)食品有漂白和對(duì)植物性食品內(nèi)的氧化酶有強(qiáng)烈的抑制作用。中國(guó)規(guī)定可用于葡萄植物性食品內(nèi)的氧化酶有強(qiáng)烈的抑制作用。中國(guó)規(guī)定可用于葡萄酒和果酒，最大使用量酒和果酒，最大使用量0.25g/kg0.25g/kg，殘留量不得超過，殘留量不得超過0

31、.05g/kg0.05g/kg。4. 4.農(nóng)藥、人造纖維、染料等工業(yè)部門。農(nóng)藥、人造纖維、染料等工業(yè)部門。11 5. 5.用于生產(chǎn)硫以及作為殺蟲劑、殺菌劑。用于生產(chǎn)硫以及作為殺蟲劑、殺菌劑。6. 6.按照按照Claude RibbeClaude Ribbe在在拿破侖的罪行拿破侖的罪行一書中的記載，二氧化硫一書中的記載，二氧化硫在在1919世紀(jì)早期被一些在海地的君主當(dāng)作一種毒藥來鎮(zhèn)壓奴隸的反世紀(jì)早期被一些在海地的君主當(dāng)作一種毒藥來鎮(zhèn)壓奴隸的反抗。抗。第36頁/共63頁二氧化硫的工業(yè)制備工業(yè)生產(chǎn)二氧化硫（工業(yè)生產(chǎn)二氧化硫（SOSO2 2）制取二氧化硫的方法有：焚燒硫磺；焙燒硫鐵礦或制取二氧化硫的方

32、法有：焚燒硫磺；焙燒硫鐵礦或有色金屬硫化礦；焚燒含硫化氫的氣體；煅燒石膏或磷有色金屬硫化礦；焚燒含硫化氫的氣體；煅燒石膏或磷石膏；加熱分解廢硫酸或硫酸亞鐵；以及從燃燒含硫燃石膏；加熱分解廢硫酸或硫酸亞鐵；以及從燃燒含硫燃料的煙道氣中回收（主要是硫酸原料氣）。料的煙道氣中回收（主要是硫酸原料氣）。S + OS + O2 2 SO SO2 2 3FeS3FeS2 2 + 8O + 8O2 2 6SO 6SO2 2 + + FeFe3 3O O4 4生產(chǎn)液體二氧化硫時(shí)通常先制得純二氧化硫氣體，生產(chǎn)液體二氧化硫時(shí)通常先制得純二氧化硫氣體，然后經(jīng)壓縮或冷凍將其液化。然后經(jīng)壓縮或冷凍將其液化。第37頁/共

33、63頁二氧化硫的實(shí)驗(yàn)室制備實(shí)驗(yàn)室通常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫：實(shí)驗(yàn)室通常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫：NaNa2 2SOSO3 3+H+H2 2SOSO4 4 Na Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2(g)+H(g)+H2 2O O或用銅與濃硫酸加熱反應(yīng)或用銅與濃硫酸加熱反應(yīng): :Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4 CuSO CuSO4 4+SO+SO2 2(g)+2H(g)+2H2 2OO 尾氣處理：通入氫氧化鈉溶液吸收多余尾氣處理：通入氫氧化鈉溶液吸收多余SOSO2 2 2NaOH+SO2NaOH+SO2 2 Na Na2 2SOSO3 3+H+H2 2O O

34、 第38頁/共63頁二氧化硫的化學(xué)性質(zhì)第39頁/共63頁液態(tài)的二氧化硫只能和水有限的混溶，但它卻能和苯完全液態(tài)的二氧化硫只能和水有限的混溶，但它卻能和苯完全混溶?；烊?。由于二氧化硫中硫的氧化數(shù)為由于二氧化硫中硫的氧化數(shù)為+4+4，介于，介于S(0)S(0)和和S(VI)S(VI)之間，之間，故二氧化硫既具有還原性，又具有氧化性?？偟膩碚f，它的故二氧化硫既具有還原性，又具有氧化性?？偟膩碚f，它的氧化性不如還原性突出。氧化性不如還原性突出。顯示二氧化硫氧化性的一個(gè)重要反應(yīng)，是二氧化硫在顯示二氧化硫氧化性的一個(gè)重要反應(yīng)，是二氧化硫在813K813K左右與催化劑（如氧化鋁載銅催化劑）的作用下，能迅速被

35、左右與催化劑（如氧化鋁載銅催化劑）的作用下，能迅速被一氧化碳還原為單質(zhì)硫：一氧化碳還原為單質(zhì)硫：SOSO2 2 + 2CO S+2CO + 2CO S+2CO2 2這個(gè)反應(yīng)可以用于從工業(yè)廢氣中回收硫。另一個(gè)在工業(yè)中這個(gè)反應(yīng)可以用于從工業(yè)廢氣中回收硫。另一個(gè)在工業(yè)中有價(jià)值的反應(yīng)，是二氧化硫?qū)⒘蚧瘹溲趸癁閱钨|(zhì)硫的反應(yīng)：有價(jià)值的反應(yīng)，是二氧化硫?qū)⒘蚧瘹溲趸癁閱钨|(zhì)硫的反應(yīng)：2H2H2 2S + SOS + SO2 2 3S + 2H 3S + 2H2 2O O這個(gè)反應(yīng)雖然在常況下能自發(fā)反應(yīng)，但只在加熱時(shí)或有微這個(gè)反應(yīng)雖然在常況下能自發(fā)反應(yīng)，但只在加熱時(shí)或有微量水存在下，或在催化劑存在下加熱，才有顯著的

36、速度量水存在下，或在催化劑存在下加熱，才有顯著的速度二氧化硫的氧化性第40頁/共63頁二氧化硫的還原性二氧化硫能被空氣中的氧緩慢氧化為三氧化硫：二氧化硫能被空氣中的氧緩慢氧化為三氧化硫：2SO2SO2 2 +O +O2 2 2SO 2SO3 3 H H298298= 197.8kJ/= 197.8kJ/molmol在有合適的催化劑存在時(shí)，上述反應(yīng)便能夠向右加速進(jìn)行。在有合適的催化劑存在時(shí)，上述反應(yīng)便能夠向右加速進(jìn)行。二氧化硫和五氯化磷反應(yīng)，生成二硫酰氯：二氧化硫和五氯化磷反應(yīng)，生成二硫酰氯：SOSO2 2(g) + PCl(g) + PCl5 5(s) SOCl(s) SOCl2 2(l) +

37、 POCl(l) + POCl3 3(l)(l) H H298298= 102.5kJ/= 102.5kJ/molmol如果將二氧化硫和氯氣混合曝置在陽光下，或者以樟腦作如果將二氧化硫和氯氣混合曝置在陽光下，或者以樟腦作為催化劑，則都能發(fā)生反應(yīng)，生成硫酰氯：為催化劑，則都能發(fā)生反應(yīng)，生成硫酰氯：SOSO2 2(g) + Cl(g) + Cl2 2(g) SO(g) SO2 2ClCl2 2(l) (l) H H298298= 97.6kJ/= 97.6kJ/molmol碘和溴都能將二氧化硫氧化為硫酸：碘和溴都能將二氧化硫氧化為硫酸：SOSO2 2 + I + I2 2 +2H +2H2 2O

38、HO H2 2SOSO4 4 + 2HI + 2HISOSO2 2 + Br + Br2 2 +2H +2H2 2O HO H2 2SOSO4 4 + 2HBr + 2HBr第41頁/共63頁液態(tài)二氧化硫通常裝在鋼筒中以備使用，它的氣化熱較高，蒸液態(tài)二氧化硫通常裝在鋼筒中以備使用，它的氣化熱較高，蒸發(fā)時(shí)可吸收大量的熱，因而是一種有效的致冷劑。液態(tài)二氧化硫發(fā)時(shí)可吸收大量的熱，因而是一種有效的致冷劑。液態(tài)二氧化硫還能溶解許多有機(jī)物和無機(jī)物，因此它又是一種有用的非水溶劑。還能溶解許多有機(jī)物和無機(jī)物，因此它又是一種有用的非水溶劑。以液態(tài)二氧化硫作為溶劑，能進(jìn)行許多反應(yīng)，主要類型有：以液態(tài)二氧化硫作為溶

39、劑，能進(jìn)行許多反應(yīng)，主要類型有：（1 1）生成溶劑化物：）生成溶劑化物：KI + 4SOKI + 4SO2 2(l) KI(SO(l) KI(SO2 2) )4 4KSCN + SOKSCN + SO2 2(l) KSCN SO(l) KSCN SO2 2（2 2）溶劑分解反應(yīng)：）溶劑分解反應(yīng)：PClPCl5 5 + SO + SO2 2(l) POCl(l) POCl3 3 + SOCl + SOCl2 2WClWCl6 6 + SO + SO2 2(l) WOCl(l) WOCl4 4 + SOCl + SOCl2 2 第42頁/共63頁（3 3）中和反應(yīng)：）中和反應(yīng)：K K2 2SOSO

40、3 3 + SOCl + SOCl2 2 2SO 2SO2 2 + 2KCl + 2KCl （4 4）復(fù)分解反應(yīng)：）復(fù)分解反應(yīng)：2KBr + SOCl2KBr + SOCl2 2 2SOBr 2SOBr2 2 + 2KCl + 2KCl （5 5）氧化還原反應(yīng)：）氧化還原反應(yīng)：6KI + 3SbCl6KI + 3SbCl5 5 2SbCl 2SbCl3 3 + 3I + 3I2 2 + 2K + 2K3 3SbClSbCl6 6 （6 6）配位反應(yīng)）配位反應(yīng)Co(SCN)Co(SCN)2 2 + 2H + 2H2 2O Co(SCN)O Co(SCN)2 2(H(H2 2O)O)2 2 SOS

41、O2 2(l)(l)SOSO2 2(l)(l)SOSO2 2(l)(l)SOSO2 2(l)(l)第43頁/共63頁三氧化硫三氧化硫是一種無色易升華的固體，有三種物相。三氧化硫是一種無色易升華的固體，有三種物相。-SO-SO3 3絲絲質(zhì)纖維狀和針狀，密度質(zhì)纖維狀和針狀，密度1.97g/cm31.97g/cm3，熔點(diǎn)，熔點(diǎn)62.362.3；-SO-SO3 3石棉纖維石棉纖維狀，熔點(diǎn)狀，熔點(diǎn)62.462.4，在，在5050可升華；可升華； -SO-SO3 3玻璃狀，熔點(diǎn)玻璃狀，熔點(diǎn)16.816.8，沸點(diǎn)沸點(diǎn)44.844.8。溶于水，并跟水反應(yīng)生成硫酸和放出大量的熱。因。溶于水，并跟水反應(yīng)生成硫酸和

42、放出大量的熱。因此又稱硫酸酐。溶于濃硫酸而成發(fā)煙硫酸，它是酸性氧化物，此又稱硫酸酐。溶于濃硫酸而成發(fā)煙硫酸，它是酸性氧化物，可和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。三氧化硫是很強(qiáng)的氧化劑，特別可和堿性氧化物反應(yīng)生成鹽。三氧化硫是很強(qiáng)的氧化劑，特別是在高溫時(shí)能氧化硫、磷、鐵、鋅以及溴化物、碘化物等。是在高溫時(shí)能氧化硫、磷、鐵、鋅以及溴化物、碘化物等。第44頁/共63頁SOSO3 3是硫酸（是硫酸（H H2 2SOSO4 4）的酸酐。因此，可以和水化合成硫酸：）的酸酐。因此，可以和水化合成硫酸：SOSO3 3(l) + H(l) + H2 2O(l) HO(l) H2 2SOSO4 4( (aqaq) () (

43、H= 88 kJ/H= 88 kJ/molmol) )這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速，而且是放熱反應(yīng)。在大約這個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得非常迅速，而且是放熱反應(yīng)。在大約340340以上時(shí)，硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡濃度下共存。以上時(shí)，硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡濃度下共存。三氧化硫也與二氯化硫發(fā)生反應(yīng)來生產(chǎn)亞硫酰氯：三氧化硫也與二氯化硫發(fā)生反應(yīng)來生產(chǎn)亞硫酰氯：SOSO3 3 + SCl + SCl2 2 SOCl SOCl2 2 + SO + SO2 2三氧化硫還可以與堿類發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鹽及其它物質(zhì)，三氧化硫還可以與堿類發(fā)生反應(yīng)，生成硫酸鹽及其它物質(zhì)，如：如：SOSO3 3+2NaOH Na+2NaOH

44、Na2 2SOSO4 4+H+H2 2O O三氧化硫不可用濃硫酸干燥，因?yàn)槿趸虿豢捎脻饬蛩岣稍?，因?yàn)镾OSO3 3和濃硫酸會(huì)生成焦和濃硫酸會(huì)生成焦硫酸：硫酸：H H2 2SOSO4 4+SO+SO3 3 H H2 2S S2 2O O7 7第45頁/共63頁硫的含氧酸及其鹽人們一直稱二氧化硫的水溶液為亞硫酸溶液。但迄今為止，人們一直稱二氧化硫的水溶液為亞硫酸溶液。但迄今為止，還未能從該水溶液中分離出游離的亞硫酸還未能從該水溶液中分離出游離的亞硫酸H H2 2SOSO3 3來。事實(shí)上，來。事實(shí)上，在這樣的水溶液中，并不存在或只存在極少量的亞硫酸。在在這樣的水溶液中，并不存在或只存在極少量的亞

45、硫酸。在亞硫酸的水溶液中存在下列平衡亞硫酸的水溶液中存在下列平衡: :SOSO2 2 + xH+ xH2 2O O SOSO2 2xHxH2 2O O H H+ +HSO+HSO3 3 + (x-1)H+ (x-1)H2 2O O， K K1 1=1.54=1.5410102 2 (291K)(291K)HSOHSO3 3- - H H+ +SO+SO3 32- 2- ，K K2 2=1.02=1.0210107 7 (291K)(291K)加酸并加熱時(shí)平衡向左移動(dòng)，有加酸并加熱時(shí)平衡向左移動(dòng)，有SOSO2 2氣體逸出。氣體逸出。加堿時(shí)，則平衡向右移動(dòng)，生成酸式鹽或正鹽。加堿時(shí)，則平衡向右移動(dòng)

46、，生成酸式鹽或正鹽。 NaOHNaOH + SO + SO NaHSONaHSO3 3 2NaOH+SO2NaOH+SO NaNa SOSO +H+H O O亞硫酸第46頁/共63頁亞硫酸鹽的性質(zhì)所有的酸式亞硫酸鹽都易溶于水，但除了堿金屬和銨的亞所有的酸式亞硫酸鹽都易溶于水，但除了堿金屬和銨的亞硫酸鹽較易溶于水外，其他亞硫酸鹽均難溶或微溶于水。酸硫酸鹽較易溶于水外，其他亞硫酸鹽均難溶或微溶于水。酸式亞硫酸鹽和亞硫酸鹽遇強(qiáng)酸即分解而放出二氧化硫，這也式亞硫酸鹽和亞硫酸鹽遇強(qiáng)酸即分解而放出二氧化硫，這也是實(shí)驗(yàn)室制取少量是實(shí)驗(yàn)室制取少量SO2SO2的一種方法：的一種方法：2MHSO2MHSO3 3

47、+ H + H2 2SOSO4 4 M M2 2SOSO4 4 + 2SO + 2SO2 2 + 2H + 2H2 2O OMM2 2SOSO3 3 + H + H2 2SOSO4 4 M M2 2SOSO4 4 +SO +SO2 2 + H + H2 2O O亞硫酸鹽受熱時(shí)，一般都易發(fā)生歧化反應(yīng)。例如，亞硫酸亞硫酸鹽受熱時(shí)，一般都易發(fā)生歧化反應(yīng)。例如，亞硫酸鈉在加熱時(shí)，會(huì)歧化為硫化鈉和硫酸鈉：鈉在加熱時(shí)，會(huì)歧化為硫化鈉和硫酸鈉：4Na4Na2 2SOSO3 3 Na Na2 2S + NaS + Na2 2SOSO4 4亞硫酸氫鹽在加熱時(shí)，則生成焦亞硫酸氫鹽，例如：亞硫酸氫鹽在加熱時(shí)，則生成

48、焦亞硫酸氫鹽，例如：2NaHSO2NaHSO3 3 Na Na2 2S S2 2O O5 5 + H + H2 2O O第47頁/共63頁在亞硫酸和亞硫酸鹽中，硫的氧化數(shù)為在亞硫酸和亞硫酸鹽中，硫的氧化數(shù)為+4+4，所以亞硫酸，所以亞硫酸和亞硫酸鹽既有氧化性，又有還原性，但它們的還原性是主和亞硫酸鹽既有氧化性，又有還原性，但它們的還原性是主要的。亞硫酸鹽比亞硫酸具有更強(qiáng)的還原性，工業(yè)上常用亞要的。亞硫酸鹽比亞硫酸具有更強(qiáng)的還原性，工業(yè)上常用亞硫酸鈉來除去水中溶解的氧，從而避免輸水鐵管的腐蝕。硫酸鈉來除去水中溶解的氧，從而避免輸水鐵管的腐蝕。亞硫酸鹽有很多實(shí)際用途。例亞硫酸氫鈣大量用于造紙工亞硫

49、酸鹽有很多實(shí)際用途。例亞硫酸氫鈣大量用于造紙工業(yè)，即用它溶解木質(zhì)制造紙漿；亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉大量業(yè)，即用它溶解木質(zhì)制造紙漿；亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉大量用于染料工業(yè)；也用作漂白織物時(shí)的去氯劑。反應(yīng)如下：用于染料工業(yè)；也用作漂白織物時(shí)的去氯劑。反應(yīng)如下：2H2H2 2O+SOO+SO2 2 +Cl +Cl2 2 SOSO4 42- 2-+2Cl+2Cl- -+4H+4H+ + 另外，農(nóng)業(yè)上使用亞硫酸氫鈉作為抑制劑，促使水稻、小另外，農(nóng)業(yè)上使用亞硫酸氫鈉作為抑制劑，促使水稻、小麥、油菜、棉花等農(nóng)作物增產(chǎn)。這是由于麥、油菜、棉花等農(nóng)作物增產(chǎn)。這是由于NaHSONaHSO3 3能抑制植物能抑制植物的光呼

50、吸，從而提高凈光合所致。的光呼吸，從而提高凈光合所致。第48頁/共63頁硫酸硫酸（化學(xué)式：硫酸（化學(xué)式：H H SOSO ），硫的最重要的含氧酸。無水硫酸為無色），硫的最重要的含氧酸。無水硫酸為無色油狀液體，油狀液體，10.3610.36時(shí)結(jié)晶，通常使用的是它的各種不同濃度的水溶液，時(shí)結(jié)晶，通常使用的是它的各種不同濃度的水溶液，用塔式法和接觸法制取。前者所得為粗制稀硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在用塔式法和接觸法制取。前者所得為粗制稀硫酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在75%75%左右；后者可得質(zhì)量分?jǐn)?shù)左右；后者可得質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.3%98.3%的純濃硫酸，沸點(diǎn)的純濃硫酸，沸點(diǎn)338338，相對(duì)密度，相對(duì)密度1.841.8

51、4。硫酸是一種最活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸，能和許多金屬發(fā)生反應(yīng)。高濃度硫酸是一種最活潑的二元無機(jī)強(qiáng)酸，能和許多金屬發(fā)生反應(yīng)。高濃度的硫酸有強(qiáng)烈吸水性，可用作脫水劑，碳化木材、紙張、棉麻織物及生的硫酸有強(qiáng)烈吸水性，可用作脫水劑，碳化木材、紙張、棉麻織物及生物皮肉等含碳水化合物的物質(zhì)。與水混合時(shí)，亦會(huì)放出大量熱能。其具物皮肉等含碳水化合物的物質(zhì)。與水混合時(shí)，亦會(huì)放出大量熱能。其具有強(qiáng)烈的腐蝕性和氧化性，故需謹(jǐn)慎使用。是一種重要的工業(yè)原料，可有強(qiáng)烈的腐蝕性和氧化性，故需謹(jǐn)慎使用。是一種重要的工業(yè)原料，可用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄電池等，也廣泛應(yīng)用于用于制造肥料、藥物、炸藥、顏料、洗滌劑、蓄

52、電池等，也廣泛應(yīng)用于凈化石油、金屬冶煉以及染料等工業(yè)中。常用作化學(xué)試劑，在有機(jī)合成凈化石油、金屬冶煉以及染料等工業(yè)中。常用作化學(xué)試劑，在有機(jī)合成中可用作脫水劑和磺化劑。中可用作脫水劑和磺化劑。第49頁/共63頁接觸法生產(chǎn)硫酸由于二氧化硫和氧氣是在催化劑的表面接觸時(shí)起反應(yīng)轉(zhuǎn)化成三由于二氧化硫和氧氣是在催化劑的表面接觸時(shí)起反應(yīng)轉(zhuǎn)化成三氧化硫，進(jìn)而制得硫酸，因而將這種制備硫酸的方法稱為接觸法。氧化硫，進(jìn)而制得硫酸，因而將這種制備硫酸的方法稱為接觸法。一般的主要原料是硫鐵礦（一般的主要原料是硫鐵礦（FeSFeS2 2）。）。第50頁/共63頁生產(chǎn)過程：生產(chǎn)過程：（1 1）造氣階段）造氣階段【裝置：沸騰

53、爐裝置：沸騰爐】4FeS4FeS2 2+11O+11O2 2 2Fe 2Fe2 2O O3 3+8SO+8SO2 2（2 2）接觸氧化階段）接觸氧化階段【裝置：接觸室裝置：接觸室】2SO2SO2 2+O+O2 2 2SO2SO3 3（3 3）三氧化硫的吸收階段）三氧化硫的吸收階段【裝置：吸收塔裝置：吸收塔】用用98.3%98.3%的硫酸吸收，再用的硫酸吸收，再用92.5%92.5%的硫酸稀釋的硫酸稀釋H H2 2SOSO4 4+SO+SO3 3 H H2 2S S2 2O O7 7（焦硫酸，俗稱發(fā)煙硫酸）（焦硫酸，俗稱發(fā)煙硫酸）500500左右高溫、左右高溫、V V2 2O O5 5催化劑催化

54、劑高溫高溫第51頁/共63頁純硫酸一般為無色油狀液體，密度純硫酸一般為無色油狀液體，密度1.84 g/cm1.84 g/cm，沸點(diǎn)，沸點(diǎn)337337，能與水以任意比例互溶，同時(shí)放出大量的熱，使水沸騰。加熱能與水以任意比例互溶，同時(shí)放出大量的熱，使水沸騰。加熱到到290290時(shí)開始釋放出三氧化硫，時(shí)開始釋放出三氧化硫，最終變成為最終變成為98.34%98.34%的水溶液的水溶液，在在317317時(shí)沸騰而成為共沸混合物。硫酸的沸點(diǎn)及粘度較高，時(shí)沸騰而成為共沸混合物。硫酸的沸點(diǎn)及粘度較高，是因?yàn)槠浞肿觾?nèi)部的氫鍵較強(qiáng)的緣故。由于硫酸的介電常數(shù)較是因?yàn)槠浞肿觾?nèi)部的氫鍵較強(qiáng)的緣故。由于硫酸的介電常數(shù)較高，

55、因此它是電解質(zhì)的良好溶劑，而作為非電解質(zhì)的溶劑則不高，因此它是電解質(zhì)的良好溶劑，而作為非電解質(zhì)的溶劑則不太理想。硫酸的熔點(diǎn)是太理想。硫酸的熔點(diǎn)是10.37110.371，加水或加三氧化硫均會(huì)使凝，加水或加三氧化硫均會(huì)使凝固點(diǎn)下降。固點(diǎn)下降。硫酸的物理性質(zhì)第52頁/共63頁盡管可以制出濃純凈的硫酸，并且室溫下是無限穩(wěn)定的（所謂盡管可以制出濃純凈的硫酸，并且室溫下是無限穩(wěn)定的（所謂的分解成恒沸物的反應(yīng)發(fā)生在接近沸點(diǎn)的高溫之下），但是純硫酸的分解成恒沸物的反應(yīng)發(fā)生在接近沸點(diǎn)的高溫之下），但是純硫酸凝固點(diǎn)過高（凝固點(diǎn)過高（283.4K283.4K），所以），所以 為了方便運(yùn)輸通常制成為了方便運(yùn)輸通常制

56、成98%98%硫酸，故硫酸，故一般所說的一般所說的“高濃度硫酸高濃度硫酸”指的便是濃度為指的便是濃度為98%98%的硫酸。另外，硫的硫酸。另外，硫酸在不同的濃度下有不同的應(yīng)用，以下為一些常見的濃度級(jí)別：酸在不同的濃度下有不同的應(yīng)用，以下為一些常見的濃度級(jí)別：硫酸亦可被制成其他形態(tài)。例如，將高濃度的硫酸亦可被制成其他形態(tài)。例如，將高濃度的SOSO3 3通入硫酸可制通入硫酸可制成發(fā)煙硫酸（成發(fā)煙硫酸（H H2 2S S2 2O O7 7）。有關(guān)發(fā)煙硫酸的濃度，人們通常以）。有關(guān)發(fā)煙硫酸的濃度，人們通常以SOSO3 3的百的百分比作準(zhǔn)或者是分比作準(zhǔn)或者是H H2 2SOSO4 4的百分比作準(zhǔn)，兩者均

57、可。一般所稱的的百分比作準(zhǔn)，兩者均可。一般所稱的“發(fā)發(fā)煙硫酸煙硫酸”的濃度為的濃度為45%45%（含（含109%H109%H2 2SOSO4 4）或）或65%65%（含（含114.6% H114.6% H2 2SOSO4 4）。）。100%100%純發(fā)煙硫酸為固體，熔點(diǎn)為純發(fā)煙硫酸為固體，熔點(diǎn)為3636。第53頁/共63頁硫酸的化學(xué)性質(zhì)酸性酸性純硫酸加熱至純硫酸加熱至290290分解放出部分三氧化硫，直至酸的濃度分解放出部分三氧化硫，直至酸的濃度降到降到98.3%98.3%為止，這時(shí)硫酸為恒沸溶液，沸點(diǎn)為為止，這時(shí)硫酸為恒沸溶液，沸點(diǎn)為338338。無水硫。無水硫酸體現(xiàn)酸性是給出質(zhì)子的能力，純

58、硫酸仍然具有很強(qiáng)的酸性，酸體現(xiàn)酸性是給出質(zhì)子的能力，純硫酸仍然具有很強(qiáng)的酸性，98%98%硫酸與純硫酸的酸性基本上沒有差別，而溶解三氧化硫的硫酸與純硫酸的酸性基本上沒有差別，而溶解三氧化硫的發(fā)煙硫酸是一種超酸體系，酸性強(qiáng)于純硫酸，但是廣泛存在一發(fā)煙硫酸是一種超酸體系，酸性強(qiáng)于純硫酸，但是廣泛存在一種誤區(qū)，即稀硫酸的酸性強(qiáng)于濃硫酸，這種想法是錯(cuò)誤的。的種誤區(qū)，即稀硫酸的酸性強(qiáng)于濃硫酸，這種想法是錯(cuò)誤的。的確，稀硫酸第一步電離完全，產(chǎn)生大量的水合氫離子確，稀硫酸第一步電離完全，產(chǎn)生大量的水合氫離子H H3 3O O+ +；但是濃硫酸和水一樣，自身自偶電離會(huì)產(chǎn)生一部分硫酸合氫離但是濃硫酸和水一樣，自

59、身自偶電離會(huì)產(chǎn)生一部分硫酸合氫離子子H H3 3SOSO4 4+ +，正是這一部分硫酸合質(zhì)子，導(dǎo)致純硫酸具有非常強(qiáng)，正是這一部分硫酸合質(zhì)子，導(dǎo)致純硫酸具有非常強(qiáng)的酸性，雖然少，但是酸性卻要比水合質(zhì)子強(qiáng)得多，所以純硫的酸性，雖然少，但是酸性卻要比水合質(zhì)子強(qiáng)得多，所以純硫酸的哈米特酸度函數(shù)高達(dá)酸的哈米特酸度函數(shù)高達(dá)-11.93-11.93。第54頁/共63頁在在硫酸溶劑體系硫酸溶劑體系中，中，H H3 3SOSO4 4+ +經(jīng)常起酸的作用，能質(zhì)子化很經(jīng)常起酸的作用，能質(zhì)子化很多物質(zhì)產(chǎn)生離子型化合物：多物質(zhì)產(chǎn)生離子型化合物：NaClNaCl+ H+ H2 2SOSO4 4 NaHSO NaHSO4

60、4+HCl+HCl（不加熱都能很快反應(yīng)）（不加熱都能很快反應(yīng)）KNOKNO3 3 + H + H2 2SOSO4 4 K K+ +HSO+HSO4 4- -+HNO+HNO3 3HNOHNO3 3+ H+ H2 2SOSO4 4 NO NO2 2+ +H+H3 3O O+ +2HSO+2HSO4 4- -CHCH3 3COOH + HCOOH + H2 2SOSO4 4 CH CH3 3C(OH)C(OH)2 2+ + + HSO+ HSO4 4- -HSOHSO3 3F+ HF+ H2 2SOSO4 4 H H3 3SOSO4 4+ +SO+SO3 3F F- -（氟磺酸酸性更強(qiáng)）（氟磺酸酸

61、性更強(qiáng)）上述與上述與HNOHNO3 3的反應(yīng)所產(chǎn)生的的反應(yīng)所產(chǎn)生的NONO2 2+ +，有助于芳香烴的硝化，有助于芳香烴的硝化反反第55頁/共63頁1. 1.脫水性脫水性脫水指濃硫酸脫去非游離態(tài)水分子或按照水的氫氧原子組成比脫去有機(jī)脫水指濃硫酸脫去非游離態(tài)水分子或按照水的氫氧原子組成比脫去有機(jī)物中氫氧元素的過程。就硫酸而言，脫水性是濃硫酸的性質(zhì)，而非稀硫酸的物中氫氧元素的過程。就硫酸而言，脫水性是濃硫酸的性質(zhì)，而非稀硫酸的性質(zhì)，濃硫酸有脫水性且脫水性很強(qiáng)，脫水時(shí)按水的組成比脫去。物質(zhì)被濃性質(zhì)，濃硫酸有脫水性且脫水性很強(qiáng)，脫水時(shí)按水的組成比脫去。物質(zhì)被濃硫酸脫水的過程是化學(xué)變化，反應(yīng)時(shí)，濃硫酸按

62、水分子中氫氧原數(shù)的比硫酸脫水的過程是化學(xué)變化，反應(yīng)時(shí)，濃硫酸按水分子中氫氧原數(shù)的比(2:1)(2:1)奪取被脫水物中的氫原子和氧原子或脫去非游離態(tài)的結(jié)晶水，如五水硫酸銅奪取被脫水物中的氫原子和氧原子或脫去非游離態(tài)的結(jié)晶水，如五水硫酸銅(CuSO(CuSO4 45H5H2 2O)O)。可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機(jī)物，其中蔗糖、木屑、可被濃硫酸脫水的物質(zhì)一般為含氫、氧元素的有機(jī)物，其中蔗糖、木屑、紙屑和棉花等物質(zhì)中的有機(jī)物，被脫水后生成了黑色的炭，這種過程稱作炭紙屑和棉花等物質(zhì)中的有機(jī)物，被脫水后生成了黑色的炭，這種過程稱作炭化。一個(gè)典型的炭化現(xiàn)象是蔗糖的黑面包反應(yīng)。在化。一個(gè)典型

63、的炭化現(xiàn)象是蔗糖的黑面包反應(yīng)。在200mL200mL燒杯中放入燒杯中放入20g20g蔗糖，蔗糖，加入幾滴水，水加適量，攪拌均勻。然后再加入加入幾滴水，水加適量，攪拌均勻。然后再加入15mL15mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%98%的濃硫的濃硫酸，迅速攪拌。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。可以看到蔗糖逐漸變黑，體積膨脹，形成疏酸，迅速攪拌。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?？梢钥吹秸崽侵饾u變黑，體積膨脹，形成疏松多孔的海綿狀的炭，反應(yīng)放熱，還能聞到刺激性氣體。松多孔的海綿狀的炭，反應(yīng)放熱，還能聞到刺激性氣體。C C1212H H2222O O1111 12C+11H 12C+11H2 2O O同時(shí)進(jìn)行碳與濃硫酸反應(yīng)：同時(shí)進(jìn)行碳與濃硫酸

64、反應(yīng)：C+2HC+2H2 2SOSO4 4( (濃濃) CO) CO2 2+2SO+2SO2 2+2H+2H2 2O O濃硫酸的化學(xué)特性濃硫酸濃硫酸第56頁/共63頁2. 2.強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性(1)(1)與金屬反應(yīng)與金屬反應(yīng)常溫下濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。常溫下濃硫酸能使鐵、鋁等金屬鈍化。加熱時(shí)，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，加熱時(shí)，濃硫酸可以與除金、鉑之外的所有金屬反應(yīng)，生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成二氧化硫。生成高價(jià)金屬硫酸鹽，本身一般被還原成二氧化硫。Cu + 2HCu + 2H2 2SOSO4 4( (濃濃) CuSO) CuSO4 4 + SO+ SO2 2+ 2H

65、+ 2H2 2O O2Fe + 6H2Fe + 6H2 2SOSO4 4( (濃濃) Fe) Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3 + 3SO+ 3SO2 2+ 6H+ 6H2 2O O在上述反應(yīng)中，硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。在上述反應(yīng)中，硫酸表現(xiàn)出了強(qiáng)氧化性和酸性。(2)(2)與非金屬反應(yīng)與非金屬反應(yīng)熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)熱的濃硫酸可將碳、硫、磷等非金屬單質(zhì)氧化到其高價(jià)態(tài)的氧化物或含氧酸，本身被還原為二氧化硫。在這類反應(yīng)中，的氧化物或含氧酸，本身被還原為二氧化硫。在這類反應(yīng)中，濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性。濃硫酸只表現(xiàn)出氧化性。C + 2HC + 2H2 2SOSO

66、4 4( (濃濃) CO) CO2 2+ 2SO+ 2SO2 2+ 2H+ 2H2 2O OS + HS + H2 2SOSO4 4( (濃濃) 3SO) 3SO2 2+ 2H+ 2H2 2O O2P + 5H2P + 5H2 2SOSO4 4( (濃濃) 2H) 2H3 3POPO4 4 + 5SO+ 5SO2 2+ 2H+ 2H2 2O O第57頁/共63頁(3)(3)與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)與其他還原性物質(zhì)反應(yīng)濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫、溴化氫、碘濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫、溴化氫、碘化氫等還原性氣體不能選用濃硫酸?；瘹涞冗€原性氣體不能選用濃硫酸。H H2 2S + HS + H2 2SOSO4 4( (濃濃) S+ SO) S+ SO2 2+ 2H+ 2H2 2O O2HBr+H2HBr+H2 2SOSO4 4( (濃濃) Br) Br2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O O2HI+H2HI+H2 2SOSO4 4( (濃濃) I) I2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O O第58頁/共63頁稀硫酸的化學(xué)特性性質(zhì)性質(zhì) 可與多數(shù)金屬（比銅活潑）和絕