硫 思维导图
中心主题：硫
基本性质
- 物理性质
- 外观：淡黄色晶体 / 粉末
- 状态：固体（常温）
- 气味：有刺激性气味（燃烧时产生二氧化硫）
- 溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳 (CS₂)
- 同素异形体：
- 斜方硫 (S₈, 菱形硫)：最稳定,室温下存在。
- 单斜硫 (S₈, 针形硫)：温度高于95.6℃时稳定。
- 弹性硫：将硫的沸腾液体倒入冷水中得到,具有弹性。
- 化学性质
- 化合价：常见 -2, +4, +6 价，具有可变化合价,既有氧化性又有还原性。
- 与金属反应：
2Na + S = Na₂S(爆炸,表现氧化性)Fe + S = FeS(黑褐色,表现氧化性)2Cu + S = Cu₂S(黑,表现氧化性)
- 与非金属反应：
S + O₂ =点燃= SO₂(蓝紫色火焰,表现还原性)S + H₂ =△= H₂S(不稳定,表现氧化性)
- 与化合物反应：
- 还原性：
S + 6HNO₃(浓) = H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O - 氧化性：
S + 2KOH(浓) = K₂S + K₂SO₃ + H₂O(歧化反应) - 与强碱反应：
3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O(歧化反应)
- 还原性：
存在与制备
- 存在形式
- 游离态 (单质)：存在于火山口附近、地壳的矿层中。
- 化合态：
- 硫化物矿：黄铁矿 (FeS₂)、黄铜矿 (CuFeS₂)、方铅矿 等。
- 硫酸盐矿：石膏 (CaSO₄·2H₂O)、芒硝 (Na₂SO₄·10H₂O)。
- 有机物：存在于蛋白质、化石燃料（煤、石油）中。
- 工业制备方法
- 方法：从天然硫矿或工业废气中回收。
- 原理：
- 物理方法：将硫矿加热，熔化的硫（熔点低）从底部流出。
- 化学方法：从含硫工业废气（如炼油厂废气）中回收。
重要的化合物
- 氢硫酸 (H₂S)
- 制备：
FeS + H₂SO₄(稀) = FeSO₄ + H₂S↑ - 性质：
- 弱酸性：二元弱酸,酸性比碳酸还弱。
- 强还原性：
2H₂S + SO₂ = 3S↓ + 2H₂O(水溶液变浑浊) - 不稳定性：
H₂S =△= H₂↑ + S
- 制备：
- 二氧化硫 (SO₂)
- 制备：
S + O₂ =点燃= SO₂Cu + 2H₂SO₄(浓) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O
- 性质：
- 酸性氧化物：
SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃,使紫色石蕊试液变红但不褪色。 - 还原性：
2SO₂ + O₂ =催化剂= 2SO₃ - 氧化性：
SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O - 漂白性：品红溶液褪色（可逆）。
- 酸性氧化物：
- 制备：
- 三氧化硫 (SO₃)
- 制备：
2SO₂ + O₂ =催化剂= 2SO₃ - 性质：
- 酸性氧化物：
SO₃ + H₂O = H₂SO₄(放出大量热) - 强氧化性。
- 酸性氧化物：
- 制备：
- 硫酸 (H₂SO₄)
- 工业制法：接触法
- 造气：
4FeS₂ + 11O₂ =高温= 2Fe₂O₃ + 8SO₂ - 接触氧化：
2SO₂ + O₂ =催化剂= 2SO₃ - 吸收：
SO₃ + H₂O = H₂SO₄(实际用98.3%的浓硫酸吸收)
- 造气：
- 性质：
- 强酸性：二元强酸。
- 浓硫酸的特性：
- 吸水性：作干燥剂（不能干燥碱性气体，如NH₃）。
- 脱水性：使有机物炭化（如使蔗糖变黑）。
- 强氧化性：
Cu + 2H₂SO₄(浓) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O，C + 2H₂SO₄(浓) = CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O
- 用途：化肥、农药、炸药、冶金、精炼石油等。
- 工业制法：接触法
用途
- 化工原料：
- 生产硫酸（最重要的用途之一）。
- 制硫化物（如硫化钠、硫化橡胶）。
- 制硫酸盐（如硫酸钡用作钡餐）。
- 农业：
- 制杀虫剂（如石灰硫磺合剂）。
- 作化肥（如过磷酸钙）。
- 医药：
杀菌消毒（硫磺软膏治疗皮肤病）。
- 橡胶工业：
橡胶硫化,增加其弹性和韧性。
- 火柴、黑火药：制造火柴头和黑火药。
生态与环境
- 酸雨的形成：
- 来源：化石燃料（煤、石油）的燃烧,含硫矿石的冶炼。
- 过程：
S + O₂ =点燃= SO₂→2SO₂ + O₂ =催化剂= 2SO₃→SO₃ + H₂O = H₂SO₄或SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃
- 影响：
- 使土壤酸化,危害农作物。
- 使河流湖泊酸化,杀死鱼类。
- 腐蚀建筑物、金属制品。
- 影响人体健康。
- 防治：
- 开发和使用清洁能源（太阳能、风能）。
- 对工业废气进行脱硫处理（如用石灰浆吸收）。
- 提高燃料的利用率。
