硫:
硫是一種非金屬元素,化學(xué)符號是S,原子序數(shù)是16。單質(zhì)硫是一種非常常見的無臭無味的非金屬,純的硫是黃色的晶體,又稱作硫磺。分子結(jié)構(gòu):硫元素有多種同素異形體 (由同一種元素形成的性質(zhì)不同的單質(zhì))。若將硫的分子式設(shè)為 Sx,則x=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,18。Sx的分子結(jié)構(gòu)可用如圖表示。
硫的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì):
(1)物理性質(zhì):硫為黃色晶體,俗稱硫黃,質(zhì)脆,易研成粉末。硫的密度比水大,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS。(2)化學(xué)性質(zhì):硫位于第3周期ⅥA族,最外層有6個電子,在反應(yīng)中易得到2個電子而呈-2價;硫的最高正價為+6價;單質(zhì)硫的化合價為0,處于中間價態(tài),故單質(zhì)硫既有氧化性又有還原性,在反應(yīng)中既可作氧化劑又可作還原劑。如;①弱氧化性在加熱的條件下,硫黃能被H:和絕大多數(shù)的金屬單質(zhì)還原。南于硫的氧化性比較弱,與變價金屬反應(yīng)時往往生成低價態(tài)的金屬硫化物。例如: ②弱還原性在一定條件下,硫黃可被F2、O2、Cl2等非金屬單質(zhì)以及一些具有氧化性的化合物氧化,例如:③硫黃在強堿溶液里加熱可發(fā)生歧化反應(yīng)。 (可用熱堿液除去試管中殘留的硫) ④特性:Hg、Ag在常溫下不跟O2反應(yīng),但易跟S 反應(yīng)。
金屬硫化物:
(1)堿金屬硫化物(Li----Cs)全部易溶于水。(硫化銨在低溫下0度左右易溶于水,但是在常溫下會逐漸分解為氨和硫化氫) (2)堿土金屬硫化物(除了Be)(Mg----Ba)易溶于水,但是同時完全水解為氫氧化物和硫氫化物。 (3)鋁,鈹,鉻的硫化物全部水解為硫化氫氣體和氫氧化物沉淀。 (4)FeS,ZnS,MnS,NiS,CoS不溶于水但溶于稀鹽酸。 (5)Bi2S3,SnS,SnS2,PbS,CdS,Bi2S5等不溶于水和稀鹽酸,只溶于濃鹽酸。 (6)CuS,Cu2S,Ag2S不溶于水,稀鹽酸,濃鹽酸,只溶于濃硝酸。 (7)Hg2S,HgS不溶于水,濃稀鹽酸,濃硝酸,只溶于王水。
金屬硫化物的溶解性歸納:
1.溶于水的有:等,由于的水解,此類金屬硫化物的水溶液顯堿性:。 2.不溶于水但溶于稀鹽酸的有:FeS、ZnS、MnS等。如:。 3.不溶于稀鹽酸但溶于濃鹽酸的有:Cds、SnS、PbS等。 4.不溶于濃鹽酸但溶于硝酸溶液的有:CuS等。 5.僅溶于王水的有:HgS等。 注意:遇水后,都水解,且相互促進,反應(yīng)方程式為,因而不能與水共存,只能在干態(tài)下制取。
硫的價態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律:
硫元素的價態(tài)比較多,常見的有-2、0、+4、+6 價,它們間的轉(zhuǎn)化關(guān)系是:現(xiàn)將它們在化學(xué)反應(yīng)中復(fù)雜的變化規(guī)律歸結(jié)如下: 1.鄰位價態(tài)轉(zhuǎn)化規(guī)律 (1)是硫元素的最低價態(tài),只有還原性。它與氧化劑反應(yīng),其價態(tài)一般會升至相鄰的價態(tài)()。(2)S能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)(即歧化反應(yīng)),在反應(yīng)時分別升至和降至與其相鄰的價態(tài)。如(3)處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性。與弱氧化劑作用時,被氧化成相鄰的高價態(tài);與弱還原劑作用時,被還原成相鄰的低價態(tài)。如(4)是硫元素的最高價態(tài),只有氧化性。遇到還原劑時,其價態(tài)一般降至相鄰的價態(tài)()。如2.跳位轉(zhuǎn)化規(guī)律(1)遇到強氧化劑時,價態(tài)會發(fā)生跳位轉(zhuǎn)化。如(2)反應(yīng)條件改變時,硫的價態(tài)也會發(fā)生跳位轉(zhuǎn)化。如3.互不換位規(guī)律(1)發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,只能轉(zhuǎn)化為中間價態(tài),不可能互換位置。如 (2)相鄰價態(tài)的兩物質(zhì)問不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 之間均不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
二氧化硫的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì):
1.物理性質(zhì): SO2是無色、有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易溶于水(常溫常壓下,1體積水大約溶解40體積的SO2),易液化(沸點-10℃)。 2.化學(xué)性質(zhì) (1)具有酸性氧化物的通性 ①將SO2通入紫色石蕊試液中,試液變紅。 ②能與堿性氧化物、堿及某些鹽反應(yīng)。如:(2)還原性 (3)弱氧化性 (4)漂白性(不能漂白酸堿指示劑) 能和某些有色物質(zhì)化合生成無色物質(zhì),生成的無色物質(zhì)不穩(wěn)定,易分解而恢復(fù)原色,因此,SO2的漂白并不徹底。在中學(xué)化學(xué)常見試劑中,能用SO2漂白的只有品紅溶液,品紅溶液無色溶液恢復(fù)原色。
SO2與一些物質(zhì)反應(yīng)的實驗現(xiàn)象:
SO2與強堿反應(yīng)后固體成分的確定:
SO2與強堿(如NaOH)溶液發(fā)生反應(yīng)后的固體成分取決于二者的用量。遇到類似的問題,可以采用數(shù)軸分析法討論。設(shè)SO2的物質(zhì)的量為n(SO2),NaOH物質(zhì)的量為n(NaOH),數(shù)軸代表,如下數(shù)軸所示:分析數(shù)軸可得:(1)則固體物質(zhì)為Na2SO3,(2),則固體物質(zhì)為NaOH 和Na2SO3.(3),則同體物質(zhì)為NaHSO3(4),則固體物質(zhì)為Na2SO3和NaHSO3,(5),則固體物質(zhì)為NaHSO3。
三氧化硫:
分子式:SO3,是含極性鍵的非極性分子,固態(tài)時為分子晶體。
三氧化硫的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì):
1.物理性質(zhì):無色易揮發(fā)的晶體,熔點為16.8℃,沸點為44.8℃,易升華。2.化學(xué)性質(zhì):SO3表現(xiàn)出酸性氧化物的通性。 (1)與水反應(yīng):,SO3遇水劇烈反應(yīng)生成硫酸,同時放出大量的熱,三氧化硫是硫酸的酸酐,又叫硫酐。(2)與堿反應(yīng):(3)與堿性氧化物反應(yīng):3.SO3的制法:
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