硫化物sulfide硫化物概述定义硫与电负性比

1、硫化物sulfide硫化物概述定义硫与电负性比IA、IIA（Be除外）硫化物离子晶体，熔、沸点较高其他金属硫化物键型和晶型较复杂与氧化物比较与氧化物比较概况S2-比O2-半径大，变形性强，由于极化使金属离子与S2-间键极性减弱，尤其是极化力和变形性都很大的金属离子，其硫化物主要是共价键同一元素的硫化物比氧化物稳定性差，溶解度小，颜色深，熔、沸点低。如Al2O3呈白色，熔点2318 K；Al2S3呈黄色，熔点 1373 K。常利用硫化物的特征颜色鉴别多种金属离子 14.3.2 硫化物的溶解性硫化物的溶解性定性分析有用1. 易溶于水的硫化物易溶于水的硫化物IA族和铵易溶于水，且与水强烈作用，溶液呈

2、碱性NaS + H2O = 2Na+ + HS- + OH-IIA族除BeS不溶外，其他硫化物微溶于，且与水作用生成氢氧化物和硫氢化物2CaS + 2H2O = Ca(HS)2 + Ca(OH)22. 不溶于水而溶于稀盐酸的硫化物不溶于水而溶于稀盐酸的硫化物有Fe，Mn，Co，Ni，Al，Cr，Zn，Be，Ti，Ga，Zr，如FeS + 2HCl = FeCl2 + H2SAl2S3和Cr2S3遇水生成Al(OH)3和Cr(OH)3不溶于水，溶于稀酸3. 难溶于水和稀盐酸，能溶于浓盐酸的硫化物难溶于水和稀盐酸，能溶于浓盐酸的硫化物CdS（ Ksp = 810-27），SnS2（ Ksp = 2

3、10-27）等CdS + 4HCl（浓）= H2CdCl4 + H2SSnS2 + 6HCl（浓）= H2SnCl6 + 2H2S4. 只溶于氧化性酸的硫化物只溶于氧化性酸的硫化物如 CuS（ Ksp = 610-36）3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 3S + 2NO + 4H2O5. 只溶于王水的硫化物只溶于王水的硫化物如 HgS3HgS + 12HCl + 2HNO3 = 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + 4H2O王水(aqua regia)：3体积浓HCl酸和1体积浓HNO3酸的混合物。HgS的Ksp = 410-53数值太小，在王水氧化和配合双重作用，才

4、溶解说明说明一些难溶于水和稀酸的酸性硫化物，可与Na2S或(NH4)2S碱性硫化物反应，生成溶于水的硫代酸盐（似酸、碱性氧化物反应），如As2S5 + 3Na2S = 2Na3AsS4 （硫代砷酸钠）As2S3 + 3Na2S = 2Na3AsS3 （硫代亚砷酸钠）SnS2 + Na2S = Na2SnS3 （硫代锡酸钠）Sb2S3 + 3Na2S = 2Na3SbS3 （硫代亚锑酸钠）硫代酸盐硫代替含氧酸中氧形成的盐，不稳定，可与水反应 2 Na3AsS3 + 6H2O = 2H3AsS3 + 6NaOH +） 2H3AsS3 = 3H2S + As2S3 2Na3AsS3 + 6H2O =

5、 3H2S + As2S3 + 6NaOH加酸，平衡右移结论结论易溶于水的硫化物其元素位于周期表左部；不溶于水溶于稀酸的硫化物位于周期表中部；溶于氧化性酸中的硫化物，其元素位于周期表右下部 难 溶 于 水易溶于水溶于稀HCl难 溶 于 稀 酸 0.3moldm-3溶于浓HCl溶于HNO3溶于王水(NH4)2S MgS (白) (白)Al2S3 MnS(白) (浅红)SnS Sb2S3(褐) (黄红)CuS As2S3(黑) (浅黄)HgS(黑)Na2S CaS (白) (白)Cr2S3 ZnS(白) (白)SnS2 Sb2S5(黄) (橘红)Cu2S As2S5(黑) (淡黄)Hg2S(黑)K

6、2S SrS (白) (白)Fe2S3 FeS(黑) (黑)PbS CbS(黑) (黄)Ag2S Bi2S3(黑) (黑) BaS (白) CoS (黑) NiS (黑) 14.3.3 硫化氢硫化氢(hydrogen sulphide)物理性质物理性质无色有腐蛋恶臭味气体，极毒，吸入头痛，晕眩，大量吸入严重中毒、死亡。制取和使用H2S必须在通风橱中进行制备制备300时硫与氢可直接化合成硫化氢，实验室用FeS与盐酸反应制硫化氢化学性质化学性质分子构型与H2O相似，呈V形，SH键长134pm，键角HSH为92酸性弱的二元酸，稍溶于水，20浓度为0.lmoldm3H2S = H+ + HS- Ka1

7、 = 5.710-8HS- = H+ + S2- Ka2 = 1.210-15还原性和氧化反应硫化氢和硫化物的硫都为最低氧化数-2，有还原性，能被氧化成单质硫或更高的氧化数在空气中燃烧，空气充足时，反应为2H2S(g) + 3O2(g) = 2H2O(l) + 2SO2(g) rH = -1124kJmol-1空气不足时，反应为2H2S(g) + O2(g) = 2H2O(l) + 2S(s) rH = -531kJmol-1H2S水溶液中更易氧化，在空气中放置可被氧化成游离的硫使溶液混浊。卤素也能氧化H2SH2S + Br2 = 2HBr + SH2S + 4C12 + 4H2O = H2S

8、O4 + 8HCl14.4 含氧酸及其盐含氧酸及其盐14.4.1 概述概述稳定性稳定性含氧酸盐比含氧酸稳定，故含氧酸盐的种类比含氧酸多得多。含氧酸盐矿物占所有已知矿物的三分之二，为地壳和海洋的主要成分。自然界中常见的是硼、碳、氮、磷、硅、硫等元素的含氧酸盐，如硼砂Na2B4O7、石膏CaSO4、重晶石BaSO4、大理石CaCO3、锆英石ZrSiO4，以及结构和组成相当复杂和种类繁多的硅酸盐矿键型键型含氧酸根如SO42，NO3，可看成成酸元素与多个O2-离子组成的原子团。原子团的中心原子电荷高、半径小，对O2-控制得牢，即使极化力较强的金属离子也难以使含氧酸发生较大的变形，因此含氧酸盐通常都是离

9、子型化合物242414.4.2 含氧酸及其盐的氧化还原性含氧酸及其盐的氧化还原性规律（1）氧化还原性取决于成酸元素非金属性强弱和氧化数的高低非金属性弱的元素，含氧酸无氧化性，如H2CO3，H3BO3非金属性强的元素，高氧化数含氧酸为强氧化剂，如HNO3，H2SO4（浓），HClO4；中间氧化数的兼有氧化性和还原性，如H2SO3，HNO2（2）同一氧化态化合物氧化性的次序是含氧酸盐10.3，以CO32为主；pH6.4，以H2CO3为主；pH = 6.410.3时，以HCO3为主溶解度溶解度碳酸盐有两类：正盐（碳酸盐）和酸式盐（碳酸氢盐）。碱金属（Li除外）和铵的碳酸盐易溶于水，其他金属的碳酸盐难

10、溶。故自然界中存在很多碳酸盐矿物，如大理石CaCO3、菱镁矿MgCO3、菱铁矿 FeCO3、白铅矿PbCO3、孔雀石CuCO3Cu(OH)2等难溶碳酸盐的相应酸式盐溶解度大CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 难溶 易溶石灰岩地区形成溶洞就是基于这个反应易溶碳酸盐相反：酸式盐的溶解度较小。如，常温下 100 g水可溶 21.5g Na2CO3，NaHCO3只能溶 9.6 gH2CO3是弱酸，可溶性的碳酸盐在水中反应CO32+ H2O = HCO3 + OH -HCO3 + H2O = H2CO3 + OH -溶液中CO32，HCO3，OH-同时存在，利用可溶性碳酸盐沉淀金

11、属离子时，沉淀产物可能是碳酸盐、碱式盐或氢氧化物Ca2+ + CO32 = CaCO3Ba2+ + CO32= BaCO32Pb2+ +CO32+ 2H2O = Pb2(OH)2CO3 + 2H+2Cu2+ + CO32 + 2H2O = Cu2(OH)2CO3 + 2H+2Al3+ + 3CO32 +3H2O = 2Al(OH) 3 + 3CO22Fe3+ + 3CO32 +3H2O = 2Fe(OH) 3 + 3CO2热稳定性热稳定性碳酸盐的热稳定性不高，强热可分解 MCO3(s) = MO(s)+ CO2 K = p(CO2)/pp(CO2)是反应处于平衡时CO2的分压力，称碳酸盐的分解

12、压力(decomposition pressure)，随温度的升高而增大CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) rH = 178.3 kJmol-1碳酸钙分解压力与温度关系：lnp(CO2)/p = + 18.30空气中p(CO2) = 30.4 Pa，解得 T= 812 K时，CaCO3开始分解；温度升到1172K时，CO2分压力达101.325 kPa，CaCO3剧烈分解，产生“沸腾”现象，称此温度（1172 K）为热分解温度。不同的碳酸盐其热分解温度也不同。碳酸盐的热稳定性有如下规律碱金属盐碱土金属盐过渡金属盐铵盐T446.21碳酸盐Li2CO3Na2CO3BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3热分解温度/K1373.152073.15298.15813.1511721562.15r+ / pm761024572100118离子构型282888碳酸盐BaCO3FeCO3ZnCO3CdCO3PbCO3(NH4)2CO3热分解温度/K1633.15555.15623.15633.15573.15331.15r+ / pm135787495119143离子构型8917181818