硫元素及其多彩的化合物.

1、硫元素及其多彩的化合物硫元素及其多彩的化合物 硫，硫，1616号元素，位于周期表号元素，位于周期表 中第三周期第中第三周期第VIAVIA族，符号族，符号 为为S S，常见的非金属元素，常见的非金属元素， 在我们的生活中扮演着越来在我们的生活中扮演着越来 越重要的角色。越重要的角色。 一、单质硫及常见的硫化物一、单质硫及常见的硫化物 二、硫的氧化物，硫酸及相关盐二、硫的氧化物，硫酸及相关盐 三、硫的其他含氧酸及相关盐三、硫的其他含氧酸及相关盐 四、硫的污染与防治四、硫的污染与防治 结构： S：sp3杂化 形成环状S8分子，两个杂化轨道与相邻 的两个硫原子成键，另外两个则各有一 对孤对电子。 1.

2、单质硫 一、单质硫及常见的硫化物 俗称硫磺，分子晶俗称硫磺，分子晶 体，不溶于水，导体，不溶于水，导 电性差，导热性差电性差，导热性差。 制备：从黄铁矿中提取S， 3FeS2 +12C+8O2 Fe3O4 +12CO+6S 物理性质：硫的几种同素异形体 斜方硫 单斜硫 弹性硫 密度/gcm-3 2.06 1.99 颜色 黄色 浅黄色 190的熔融硫 稳定性 94.5 用冷水速冷 C190 )S( )S(单斜斜方弹性硫 94.5oC 在在190oC时，硫的黏度最大！弹性硫不溶于任何溶时，硫的黏度最大！弹性硫不溶于任何溶 剂！剂！ 硫的同素异形体： 斜方硫 单斜硫 弹性硫的形成 硫的化学性质:比较

3、活泼 HgSSHg SAl3S2Al 32 O2H(g)3SO)(SO2HS 2NO(g)SOH2HNOS 2242 423 浓 与许多金属 直接化合 与氢、氧、碳、 卤素(碘除外)、 磷等直接作用 与氧化性酸作用（还原性） 与碱的作用 22 22 62 SOOS SClClS SF)(3FS 过量 O3HOSNaS2Na6NaOH)4S( O3HSONaS2Na6NaOH3S 23222 2322 过量 2.硫化氢和硫化物 H2S是无色，有腐蛋臭味，剧毒气体。 稍溶于水，水溶液呈酸性，为二元弱酸。 SO2HOS2H 2SOO2H3OS2H 222 2222 不完全 完全 (1) 硫化氢 结构

4、：H2S结构与H2O相似，呈V型 性质： 与空气(O2)反应 最重要的性质是它的还原性： SH 0.144V S 0.4497V SOH 0.1576V SO 232 -2 4 0.3478V 0.3002V EA 与中等强度氧化剂作用 2HFe2S2FeSH 23 2 FeS SFe 32 I)Br,Cl,(X 2H2XSXSH - 22 与强氧化剂反应 过量） （ - 42 -2 4 2- 42 2 2- 42 4222222 OMn O2H15SO8Mn14HO8Mn S5H O8H5S2Mn6HMnO2S5H 8HXSOHO4H)Br,(ClX4SH 产物： -2 4 SO S (2)

5、 金属硫化物 颜色：(大多数为黑色,少数需要特殊记忆) SnS 棕,SnS2 黄,As2S3 黄,As2S5 黄, Sb2S3橙, Sb2S5橙,MnS 肉红,ZnS 白， CdS 黄。 Cr)Al,(M S3H2M(OH)O6H3SM2 232 -23 易水解：最易水解的化合物是 Cr2S3和Al2S3 ZnSNiS, CoS, FeS, MnS, 易溶：NH4+ ,BaS和碱金属硫化物 微溶：碱土金属MgS，CaS，SrS(但 BeS难溶） 其余难溶。 （2）稀酸溶性： （1）水溶性： S(g)HM2HMS 2 2 溶解性： （3）配位酸溶解(浓HCl)： SHCdClCl42HCdS S

6、H32BiClCl86HSBi SH52SbClCl12H01SSb SH32SbClCl126HSSb SHPbClCl42HPbS S2HSnClCl64HSnS SHSnClCl42HSnS 2 -2 4 2 - 432 2652 2 -3 632 2 -2 4 2 -2 62 2 -2 4 （4）氧化性酸溶解(HNO3)： O4H3S2NO6AgNO8HNOS3Ag O4H3S2NO)3Cu(NO8HNO3CuS O4H3S2NO)3Pb(NO8HNO3PbS O4H3S2NO)2Bi(NO8HNOSBi 2332 2233 2233 233332 （5）氧化配位溶解(王水)： O4H

7、2NO3SHgCl3H 12HCl2HNO3HgS 242 3 （5）碱溶（用NaOH或Na2S） -2 2 -2 -3 4 -2 52 2 -3 4 -3 4 - 52 -3 3 -2 32 2 -3 3 -3 3 - 32 -3 4 -2 52 2 -3 4 -3 4 - 52 -3 3 -2 32 2 -3 3 -3 3 - 32 -2 3 -2 2 2 -2 3 -2 3 - 2 HgSSHgS 2SbSS3SSb O12HSbS53SbOOH42S4Sb 2SbSS3SSb O3HSbSSbO6OHSSb 2AsSS3SAs O12H5AsS3AsO24OHS4As 2AsS3SSA

8、s O3HAsSAsO6OHSAs SnSSSnS O3HSnS2SnO6OH2SnS 52S Sb 32S Sb 52S As 32S As 2 SnS （6）氧化碱溶：（Na2S2） SSbS2NaS3NaSSb SAsS2NaS3NaSAs SnSNaSNaSnS 432232 432232 3222 3.多硫化物 62 xS)(NH , SNa x24x2 制备： 现象：黄橙红红 x x nSNa1)S-(SNa 22 性质： 遇酸不稳定 1)S-(S(g)HSH 2HS 22 -2 x xx -2 3 -2 2 SnSSSnS 24322 6SOOFe8OFeS3 氧化性 还原性 S

9、 -2 x 2- x SO2的性质： 气体、无色，有强烈刺激性气味，易溶 于水，溶于水后形成亚硫酸。 1.二氧化硫、亚硫酸及其盐 SO2的结构：S：sp2杂化， OSO=119.5，S-O键长143pm， SO2是极性分子 。 二、硫的氧化物，硫酸及相关盐 H2SO3的性质： 二元中强酸（只存在水溶液中） 氧化性 O3H3SS2HSOH 2232 还原性 42232 22422232 SO2HOSO2H )Br ,(Cl 2HISOHOHISOH 漂白-使品红褪色 -2- 332 101.7 HSOH SOH Ka1 8-2 3 - 3 106.0 SOH HSO Ka2 -2-2 -2 0.

10、1576V)SO/HSO( 324 EA 0.9362V)/SOSO( 34 EB SO3的结构： OSO=120S-O键长143pm S： 3s23p4 2.三氧化硫、硫酸及其盐 S：杂化后： sp2 pd 2 型晶体 型晶体 无色，易挥发固体 固体有几种聚合物 例如：型晶体,为三聚分子。 型晶体,为螺旋式长链。 SO3的性质： H2SO4的结构： S：sp3杂化后 形成分子，分 子中除存在 键外还存在 (p-d) 反馈 配键。 H2SO4分子间 通过氢键相连，使 其晶体呈现波纹形 层状结构。 浓H2SO4的性质：氧化性、吸水性、干燥性 强吸水性：作干燥剂。 从纤维、糖中提取水。 O11H1

11、2COHC 2112212 二元强酸 2 10 0 . 1 Ka2 强氧化性 OH2SO2CuSO)(SOH2Cu 22442 浓 O2H3SO)(SOH2S OH5SO5OP)(SOH52P O2H2SOCO)(SOH2C 2242 225242 22242 浓 浓 浓 与非金属反应： 与不活泼金属反应： 与活泼金属反应： O4HS3ZnSO)(SO4H3Zn 2442 浓 O4HSH4ZnSO)(SO5H4Zn 22442 浓 冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体 722423 OSHSOHSO OHOSH 2722 H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀 性比H2SO4更强。 O HOS O

12、 OHHOSOH O O 1 焦硫酸及其盐 三.硫的其他含氧酸及其盐 焦硫酸盐可作为溶剂 4247222 4234272232 SOKTiOSOOSKTiO SO3K)(SOAlOS3KOAl- 焦硫酸根（S2O72-）的结构为： 硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未 制得纯品。 硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O，海波， 大苏打。 32232 OSNaSSONa 2 硫代硫酸及其盐 制备： 性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性； 遇酸分解： OHSOSOSH2HOS 22322 -2 32 S OS OO S OO OS - 2 - 2 S OS OO S OO OS - 2 2I I I 1

13、0H8Cl2SOO5H4ClOS -2 422 -2 32 还原性： -2 642 -2 32 2IOSIO2S 配位性： -3 232 -2 32 Br)OAg(SO2SAgBr 过氧化氢：H-O-O-H 过二硫酸 过一硫酸 O S OHO OOHO S OHO OO S O HOO 3 过硫酸及其盐 磺 酸 基 过二硫酸盐：OS)(NH 8224 OSK 822 强氧化剂： 16H10SOMnO2 O8HO5S2Mn -2 4 - 4 Ag 2 2 82 2 稳定性差： 1.939V)/SOOS( -2 4 -2 82 E 2342822 O2SOSO2KOS2K 4、连二亚硫酸(H2S2

14、O4) 及其盐 亚硫酸： 二元中强酸： 遇水分解： 323222422 SO2HOSHOHOS2H 32322 SOHSOSH OH HO S O S O S O HOOH -1 10 4.5Ka1 -3 10 3.5Ka2 连二亚硫酸盐： ：O2HOSNa 2422 保险粉 还原剂： 4322422 NaHSONaHSOOHOOSNa 稳定性比相应的酸强： 1.12V)O/S(SO 2 423 E 232322422 SOSONaOSNaOS2Na 四、硫的污染与防治 硫对环境的污染主要是指硫氧化物和硫化氢对大气 的污染以及硫酸盐、硫化氢对水体的污染。 主要污染物： 1.SO2，SO3 2.

15、H2S 3.硫酸盐 4.甲硫醇（CH3SH）、二甲硫（CH3SCH3)、 二甲二硫（CH3SSCH3）等硫化物 污染来源：污染来源： 1.SO2，SO3：主要来自矿物燃料燃烧、含硫矿石冶炼和硫酸、 磷肥生产等。全世界SO2 的人为排放量每年约 1.5亿吨，矿 物燃料燃烧产生的占70%以上。 2.H2S:主要由有机物腐败而产生，估计全世界每年进入大 气的量约1亿吨。人为产生的硫化氢每年约300万吨，主要 来源是牛皮纸浆厂、炼焦厂、炼油厂和人造丝厂。 3.硫醇等硫化物：主要的排放源有炼油厂、石油化工厂、牛皮 纸浆厂、农药厂等。 各种形式的硫污染都对环境造成了巨大的破坏， 如1952年英国的伦敦烟雾

16、事件，其他地区也都 发生过类似的污染事件。 我国是以煤炭为主要能源的国家，2008年的能源生产总量为260000 万吨标准煤，其中原煤所占比重为76.7%，能源消费总量为285000 万吨标准煤，其中煤炭所占比重为68.7%；从1978年至2008年煤 炭消耗在能源消耗的构成中一直为70%左右，由此可见在很长一 段时间内，中国的能源消耗还是以煤炭消耗为主。 2008年全国二氧化硫的排放量为2321.3万吨，其中工业二氧化硫 的排放量为1991.4万吨，生活二氧化硫的排放量为329.9万吨。 燃煤脱硫技术燃煤脱硫技术 脱硫技术被公认为解决当前硫污染 的一种有效手段。 1.湿法烟气脱硫技术 湿法烟

17、气脱硫以其适用煤种广、钙利用率高、 脱硫率高、脱硫剂来源广等优点以及具有吸收 反应速度快、技术成熟、可靠、稳定、高效的 特性， 已成为国际上应用最广泛、适应性最强的烟气 脱硫技术， 也已成为我国重点提倡的一种脱硫方法。其未 来发展总体趋势是进一步改进、简化系统，缩 小设备,降低成本，资源化和无二次污染。 （1）.石灰石石膏法 石灰石一石膏法是利用石灰石一石膏作为 吸收剂与烟气中SO2发生反应，反应原理： SO2+H2OH2SO3 H2SO3H+ +HSO3-2H+SO32- CaCO3Ca2+ +C032- CaO+H20 Ca(0H)2Ca2-+20H- Ca2+SO32-CaSO3 CaS

18、O3+2H2O+1/202CaS042H20 本法是世界上应用最普遍、技术最成熟、运行 可靠的脱硫工艺。 其原理简单；脱硫率高达(79)；钙硫比低； 吸收剂价廉易得；副产品石膏具有综合利用价 值；能适应大容量机组、高浓度SO2含量的烟 气条件。但其工艺较复杂，投资和运行费用都 很高，占地面积大；当烟气中SO2：波动比较 大时，石灰石量难以控制，浆液的值很难处于 最佳状态，生成的CaSO3和CaSO4容易堵塞管道 和设备。因而适用于大型企业、资金较宽裕的 项目。 （2）双碱法 首先用一种碱(通常是氢氧化钠或碳酸钠)溶液吸收二 氧化硫，生成亚硫酸氢钠；然后在再生池内用石灰或 石灰石将亚硫酸氢钠再生

19、成亚硫酸钠；再将亚硫酸钠 溶液送回吸收塔内吸收二氧化硫生成亚硫酸氢钠；之 后再循环再生和吸收。与石灰或石灰石浆液法相比， 2.干法半干法脱硫方法的简介 半干法烟气脱硫不同于湿法与干法之处在于：湿法脱硫是以半干法烟气脱硫不同于湿法与干法之处在于：湿法脱硫是以 CaCO3CaCO3等碱性浆液为脱硫剂，脱硫剂在吸收塔中与等碱性浆液为脱硫剂，脱硫剂在吸收塔中与SO2SO2 发生气液化学反应；干法脱硫则是将干性脱硫剂加入炉内或发生气液化学反应；干法脱硫则是将干性脱硫剂加入炉内或 喷入烟气中，脱硫剂与喷入烟气中，脱硫剂与SO2SO2发生气固反应脱除发生气固反应脱除SO2SO2； 半干法则是脱硫剂以浆液的形式被喷入烟气中，吸收剂与半干法则是脱硫剂以浆液的形式被喷入烟气中，吸收剂与 SO2SO2发生气液化学反应的同时，浆滴水分全部蒸发，发生气液化学反应的同时，浆滴水分