硫元素及其化合物复习学案课件

硫元素及其化合物复习学案欢迎来到硫元素及其化合物的复习学案在这个课程中，我们将系统地回顾硫元素的基本性质、重要化合物及其应用硫作为一种重要的非金属元素，在化学工业和日常生活中有着广泛的应用本复习学案将帮助同学们深入理解硫元素及其化合物的物理和化学特性，掌握相关的化学反应原理，以及了解硫元素在现代工业和生活中的重要应用通过这些知识的学习，我们将能够更好地理解硫元素在化学世界中的关键作用课程目标深入理解硫元素的性质1通过系统学习硫元素的物理性质和化学性质，包括其同素异形体、电子构型以及在周期表中的位置，深入理解硫元素的基本特征和变化规律掌握主要含硫化合物的特性2熟悉二氧化硫、三氧化硫、硫酸和硫化氢等主要含硫化合物的物理性质和化学性质，掌握它们的制备方法、检验方法和重要应用强化硫化学反应的知识点3巩固与硫元素及其化合物相关的化学反应，包括氧化还原反应、酸碱反应等，熟练掌握相关的化学方程式和计算方法硫元素概述原子序数元素符号1162S硫的原子序数为，这意味着硫的元素符号为，来源于拉16S每个硫原子含有个质子这丁语这一符号在16Sulphur一特性决定了硫在周期表中的化学方程式和分子式中广泛使位置以及其基本化学性质用，表示硫元素或含硫基团所属族第族（氧族）316硫属于周期表中的第族元素，也称为氧族该族元素的最外层电子数16为，因此通常形成价离子或共价化合物6-2硫的电子构型电子层分布1层个电子K2电子排布2层个电子L8完整电子构型3层个电子M6硫原子的电子构型为这一构型表明硫原子的最外层有个电子，其中包括两个电子和四个电子这种电子分布使硫能1s²2s²2p⁶3s²3p⁴63s3p够形成多种化合物，展现不同的化合价由于最外层有个电子，硫通常可以得到个电子形成硫离子，也可以与其他元素形成共价键这种电子构型特点决定了硫元素的化学性质和62S²⁻反应活性硫在自然界中的存在形式单质硫硫化物硫酸盐以单质形式存在于地壳中，特别是在火山以硫化物形式广泛存在，如黄铁矿以硫酸盐形式存在，如石膏FeS₂CaSO₄·2H₂O活动区域单质硫主要以黄色正交晶体形、方铅矿、闪锌矿等这些硫、芒硝、钾矾PbS ZnSNa₂SO₄·10H₂O式存在，形成硫磺矿床主要分布在意大化物是重要的金属矿石，也是硫元素的主等这些硫酸K₂SO₄·Al₂SO₄₃·24H₂O利、美国、墨西哥等地区要来源之一盐矿物在地壳中广泛分布硫的物理性质物态与颜色熔点与沸点硫在常温常压下是一种淡黄色的硫的熔点为，沸点为

119.6℃脆性固体纯净的单质硫呈鲜明当加热到熔点以上时

444.6℃的黄色，有特定的光泽硫的颜，硫会由黄色固体变为棕色液体色会随温度和结晶结构的变化而，随着温度进一步升高，液态硫变化，从浅黄到深黄不等的黏度会先增加后减小溶解性硫不溶于水，但可溶于某些有机溶剂，特别是二硫化碳在二硫化CS₂碳中，硫能够很好地溶解，形成无色溶液硫也微溶于苯、甲苯等芳香族溶剂中硫的同素异形体正交硫（）单斜硫（）塑性硫α-Sβ-S正交硫是硫的最稳定形式，呈黄色晶体，密单斜硫在以上稳定存在，也由分子当液态硫快速冷却至室温时形成，为棕红色

95.5℃S₈度为分子由八个硫原子组成环组成，但晶体结构不同密度为橡皮状物质，具有弹性塑性硫由长链状硫

2.07g/cm³

1.96g/cm³状结构，在常温下最为稳定正交硫的熔，熔点为当正交硫加热到分子组成，是不稳定的形态，会逐渐转S₈

119.2℃

95.5℃S∞点为，是自然界中最常见的硫形式以上时，会慢慢转变为单斜硫变为正交硫

119.6℃硫的化学性质（）1形成二氧化硫2S+O₂→SO₂与氧气反应1点燃放出热量蓝色火焰3硫与氧气发生剧烈的燃烧反应，产生二氧化硫气体反应方程式为这一反应在硫的点燃过程中会释放大量热量，同时伴随着蓝色火S+O₂=SO₂↑焰在充足氧气条件下，少量硫还可能被进一步氧化为三氧化硫⇌这个反应在常温下速率很慢，但在高温和催化剂存在的条件下会加2SO₂+O₂2SO₃速进行，是工业生产硫酸的重要步骤硫的化学性质（）2金属元素反应条件反应产物反应方程式铁加热硫化亚铁Fe+S=FeS铜加热硫化铜Cu+S=CuS锌加热硫化锌Zn+S=ZnS铝加热硫化铝2Al+3S=Al₂S₃硫与金属元素反应生成相应的硫化物这些反应通常需要加热条件，反应过程会放出热量金属的活泼性越强，与硫的反应越剧烈例如，铁粉与硫粉混合加热，会发生剧烈的放热反应，生成黑色的硫化亚铁这些反应是获取金属硫化物的重要途径，也是硫在冶金工业中的重要应用金属硫化物具有不同的物理和化学性质，在工业和日常生活中有广泛应用硫的化学性质（）3与氢反应与碳反应与氯反应硫与氢在高温下反应生硫与碳在高温下反应生硫与氯气反应生成二氯成硫化氢成二硫化碳化硫或四氯化硫H₂+S=C+2S=S+这个反应需要在二硫化碳是一种；H₂S CS₂Cl₂=SCl₂S+2Cl₂=的高温下重要的有机溶剂，常用这些氯化物是重400-500℃SCl₄进行，是制备硫化氢的于溶解硫、磷、橡胶等要的化工原料一种方法物质硫与非金属元素的反应通常需要特定条件，如高温或光照这些反应生成的化合物在工业生产和化学合成中有重要应用，如二硫化碳是重要的有机溶剂，氯化硫化合物可用作有机合成的试剂硫的重要用途制造硫酸橡胶硫化硫是生产硫酸的主要原料，通过燃烧生成二硫用于橡胶的硫化过程，使天然橡胶分子间氧化硫，再经催化氧化和水化制得硫酸，是形成交联结构，提高橡胶的弹性、强度和耐12化工行业的基础原料热性农业应用制造火药43硫和硫化合物用作农药和杀菌剂，帮助控制硫是黑火药的重要成分之一，与碳粉和硝酸作物病虫害；也用作土壤改良剂，为植物提钾混合形成传统的黑火药，用于爆破和烟火供必要的硫营养制造二氧化硫概述分子式₂结构型分子SO V二氧化硫的分子式为，这表明每个分子中包含一个硫原子和分子具有型（或弯曲）结构，硫原子位于中心，与两个氧原SO₂SO₂V两个氧原子其相对分子质量为，在标准状况下为气体子形成键角约为这种结构是由于硫原子上还有一对孤对

64119.5°电子的存在在分子中，硫原子以价存在，表现出比单质硫更高的氧化SO₂+4态这一特性使二氧化硫在化学反应中既可表现为还原剂，也可由于型结构和电负性差异，分子具有极性，这解释了它较高V SO₂表现为氧化剂的沸点和较好的水溶性分子中键兼有共价和部分双键特性S-O二氧化硫的物理性质状态与颜色溶解性二氧化硫在标准条件下是一种无二氧化硫极易溶于水，在时0℃1色气体，具有强烈的刺激性气味体积水可溶解约体积的气80SO₂当人体接触到高浓度的二氧化体溶于水后形成亚硫酸硫时，会引起呼吸道刺激和不适，呈酸性这种良好的H₂SO₃感水溶性与它的分子极性有关物理常数二氧化硫的熔点为，沸点为在常温下施加压力或降低温-

72.4℃-10℃度可使其液化，形成无色透明的液体其密度比空气大约倍

2.2二氧化硫的化学性质（）1与水反应与水反应生成亚硫酸⇌这是一个可逆反应，形成的SO₂SO₂+H₂O H₂SO₃亚硫酸不稳定，容易分解亚硫酸是一种中强酸，能使酸碱指示剂变色与碱反应与碱溶液反应生成相应的亚硫酸盐SO₂SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O这个反应是二氧化硫酸性的体现，也是工业废气脱硫的原理之一与氧化物反应与碱性氧化物反应与金属氧化物反应生成SO₂SO₂+CaO=CaSO₃相应的亚硫酸盐，这也是二氧化硫酸性的体现二氧化硫作为一种酸性氧化物，能与水反应生成酸，与碱、碱性氧化物反应生成盐这些反应是理解酸碱性质的重要例证，也是工业生产和环境处理中的关键反应二氧化硫的化学性质（）2与氧气反应1在适当条件下，可与反应生成⇌这个反SO₂O₂SO₃2SO₂+O₂2SO₃应在常温下速率很慢，需要催化剂如和适当温度约才能快V₂O₅450℃速进行这是工业制硫酸的关键步骤与强氧化剂反应2可被强氧化剂氧化，如与氯水反应SO₂SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+与高锰酸钾反应2HCl5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄在这些反应中，表现出还原性+2H₂SO₄SO₂与强还原剂反应3在某些条件下，也可表现出氧化性，能被强还原剂还原，如与硫化氢SO₂反应在这类反应中，硫从价被还原为SO₂+2H₂S=3S+2H₂O+40价二氧化硫的化学性质（）3漂白性原理漂白植物色素工业漂白应用二氧化硫的漂白作用主能漂白多种植物色在工业上，广泛用SO₂SO₂要基于其还原性它能素，如花青素、叶绿素于漂白纸浆、纺织品、与含有色素的物质中的等这一特性常用于实动植物纤维等相比氯某些化学键发生反应，验室演示，如将鲜花或气漂白，漂白对纤SO₂破坏发色团，从而使有彩色植物叶片放入含维的损伤较小，且能保色物质变为无色这种的环境中，会观察持材料的柔软性，特别SO₂漂白通常是可逆的，因到颜色逐渐褪去适用于易损的动物纤维为被漂白的物质在空气如毛、丝等的漂白中可能重新被氧化而恢复颜色二氧化硫的制备工业制法实验室制法工业上主要通过燃烧硫或硫化矿（如黄铁矿）制备二氧化硫实验室常用浓硫酸与铜粉加热反应制备二氧化硫S+Cu+2H₂SO₄；浓O₂=SO₂4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O这些方法产量大，成本低，是生产硫酸的重要原料来源在冶炼也可用亚硫酸钠与稀硫酸反应Na₂SO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+含硫金属矿石的过程中，也会产生大量二氧化硫作为副产品，可这些方法操作简便，适合小规模制备，且产物纯H₂O+SO₂↑加以回收利用度较高二氧化硫的用途二氧化硫在工业中有广泛应用它是制造硫酸的主要原料，通过催化氧化转化为三氧化硫，再与水反应生成硫酸在造纸和纺织工业中，二氧化硫用作漂白剂，能有效去除材料中的有色杂质在食品工业中，二氧化硫及其衍生物（如亚硫酸盐、焦亚硫酸盐）用作防腐剂和抗氧化剂，特别是在葡萄酒酿造过程中，能抑制有害微生物的生长并防止氧化此外，液态二氧化硫还用作制冷剂，在某些制冷系统中发挥作用二氧化硫对环境的影响酸雨形成大气中的二氧化硫可与水反应生成亚硫酸，进一步被氧化为硫酸，成为酸雨的主要成分之一酸雨值通常低于，会对建筑物、pH

5.6雕塑、植物和水生生态系统造成严重损害大气污染二氧化硫是主要的大气污染物之一，主要来源于燃煤电厂、冶金工业和柴油机排放高浓度的二氧化硫会刺激呼吸系统，导致呼吸困难和其他健康问题植物损害二氧化硫能通过植物的气孔进入叶片组织，破坏叶绿素，影响光合作用，导致叶片变黄、坏死，严重影响植物生长和农作物产量三氧化硫概述分子式₃结构平面三角形1SO2三氧化硫的分子式为，表分子具有平面三角形结构SO₃SO₃明每个分子中包含一个硫原子，硫原子位于中心，与三个氧和三个氧原子其相对分子质原子形成等价键，键角均为量为，在标准状况下为固体这种对称结构使分子呈80120°，但常见状态为液体或气体非极性，但由于硫和氧的电负性差异，每个键都是极性S-O的物理状态3三氧化硫通常以多种聚合形式存在，如环状三聚体或链状聚合物S₃O₉在以上为无色液体，以上为无色气体固态三氧化硫

16.8℃

44.8℃有、、三种同素异形体αβγ三氧化硫的性质强酸性氧化物强氧化性三氧化硫是一种强酸性氧化物，与三氧化硫具有很强的氧化性，能氧水反应猛烈放热，生成硫酸化许多金属和非金属单质例如，SO₃这个反应极其剧与碳反应+H₂O=H₂SO₄C+2SO₃=CO₂+烈，通常伴随着嘶嘶声和大量热与一些金属反应可生成金2SO₂量释放在工业生产中，为避免直属硫酸盐和二氧化硫这种强氧化接与水反应，通常先将溶解在性使其成为一种危险化学品，需要SO₃浓硫酸中形成发烟硫酸小心处理与碱反应三氧化硫能与碱和碱性氧化物反应生成硫酸盐SO₃+2NaOH=Na₂SO₄+；这些反应进一步证明了的酸性特征，这也H₂O SO₃+CaO=CaSO₄SO₃是处理工业废气的常用方法之一SO₃硫酸概述分子式₂₄结构四面体工业意义H SO硫酸的分子式为，表明每个分子中在硫酸分子中，中心硫原子与四个氧原子硫酸被称为工业之血，是化学工业中产H₂SO₄包含两个氢原子、一个硫原子和四个氧原形成四面体结构，其中两个氧原子与氢原量最大、应用最广的基础化工原料之一子其相对分子质量为，是一种重要的子相连形成羟基，另外两个氧原子与它广泛用于肥料生产、金属加工、石油精98-OH无机强酸在硫酸分子中，硫元素呈价硫形成双键这种结构决定了硫酸的炼、电池制造等众多领域，是衡量一个国+6S=O，达到了最高氧化态化学性质和反应活性家化学工业发展水平的重要指标硫酸的物理性质密度物态与外观

1.84g/cm³2无色油状液体1沸点337°C35黏度吸水性高黏性液体4强烈吸收水分硫酸在常温下是一种无色油状液体，质地黏稠，密度大于水纯硫酸几乎没有气味，但工业硫酸由于含有杂质可能有轻微刺激性气味它的沸点较高，达到，熔点为337°C

10.4°C最显著的物理特性是强烈的吸水性浓硫酸能从空气中吸收水分，长期暴露在空气中会吸收足够的水分使自身变稀这种吸水性使硫酸常用作干燥剂，但也要求其储存在密闭容器中硫酸的化学性质（）1强酸性与金属反应与碱反应硫酸是一种强二元酸，在水溶液中能够分步电稀硫酸能与活泼金属反应放出氢气硫酸能与碱反应生成盐和水，体现了酸碱中和Zn+离⇌；⇌稀反应活性顺序遵反应H₂SO₄H⁺+HSO₄⁻HSO₄⁻H⁺+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O第一步电离完全，第二步电离部分进循金属活动性顺序，位于氢前面的金属能与稀根据酸碱加入比例不同，可能形成正盐如SO₄²⁻行稀硫酸显示出典型的酸性，能使酸碱指示硫酸反应这是用于检验金属活性的经典实验或酸式盐如Na₂SO₄NaHSO₄剂变色，与金属、金属氧化物、碱和碳酸盐等反应硫酸的化学性质（）2被氧化物质反应方程式现象铜Cu+2H₂SO₄浓=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O放出刺激性气体，溶液变蓝碳C+2H₂SO₄浓=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O产生气泡，碳慢慢消失碘化钾2KI+H₂SO₄浓=K₂SO₄+I₂↓+H₂O溶液变褐色，有紫色固体浓硫酸在高温下表现出强氧化性，能氧化许多金属和非金属与活泼金属反应时，产物通常不是氢气，而是二氧化硫例如，浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，反应过程伴随着蓝色溶液的形成浓硫酸还能氧化某些非金属如碳、硫等，以及某些离子如I⁻、Br⁻等这些反应通常伴随着颜色变化，如碘离子被氧化为单质碘，溶液呈现褐色这种氧化性使浓硫酸成为一种重要的氧化剂，在化学合成中有重要应用硫酸的化学性质（）3糖的脱水纸的脱水醇的脱水浓硫酸能使蔗糖迅速脱浓硫酸能使纸张和棉织浓硫酸能使乙醇等醇类水碳化，形成膨胀的黑物等纤维素材料迅速脱脱水形成烯烃，如乙醇色碳质物水变黑纤维素的分子脱水形成乙烯C₁₂H₂₂O₁₁这个式为，浓硫→12C+11H₂O C₆H₁₀O₅n C₂H₅OH→C₂H₄+反应非常剧烈，表现为酸能从中提取水分子，这是有机合成中H₂O糖快速变黑膨胀，同时留下碳元素的重要反应，用于制备释放出大量热量和水蒸烯烃在实验室中，用C₆H₁₀O₅n→6nC+气，是浓硫酸脱水性的这种反应解释浓硫酸使乙醇脱水是制5nH₂O典型演示实验了为什么浓硫酸会腐蚀备乙烯的常用方法纸张和织物浓硫酸的特性不挥发性不易电离浓硫酸的沸点很高（约），在常温下几乎不挥发这一特纯浓硫酸中几乎不含水分，因此其电离程度很低，电导率较小337℃性使其能够用来制备其他更易挥发的酸，如盐酸和硝酸当浓硫这是因为酸的电离需要水分子的参与，无水环境下硫酸难以电离酸与氯化钠或硝酸钠等盐反应时，会释放出挥发性的盐酸或硝酸为氢离子和硫酸根离子，而硫酸本身留在反应容器中随着水的加入，硫酸的电离程度迅速增加，电导率上升这也解这一特性也意味着浓硫酸不会像盐酸那样在空气中产生烟雾，但释了为什么在配制稀硫酸时，要将浓硫酸慢慢倒入水中，而不是其腐蚀性和脱水性仍然非常强，需要谨慎处理反过来，因为硫酸与水的混合放热非常剧烈，容易导致危险稀硫酸的特性完全电离酸性强12稀硫酸在水溶液中第一步电离稀硫酸是强酸，能使蓝色石蕊几乎完全进行试纸变红，使酚酞试液保持无H₂SO₄→H⁺这使稀硫酸表现出色它能与多种物质反应，如+HSO₄⁻强酸的典型特性，如强烈的酸金属（氢以上）、金属氧化物性、高电导率等稀硫酸中的、碱、碳酸盐等，显示出典型氢离子浓度高，能迅速与碱、的酸性这些反应是中学化学碳酸盐等发生中和反应实验中常见的演示内容弱氧化性3与浓硫酸不同，稀硫酸的氧化性较弱，与金属反应主要表现为置换反应，产生氢气稀这一特性使稀硫酸可Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑以用于活泼金属的清洗和表面处理硫酸的制备接触法工艺流程1现代工业硫酸生产的核心工艺₂制备和净化SO2燃烧硫或硫化矿获取SO₂₂催化氧化SO3使用V₂O₅催化剂在450℃左右₃吸收SO4用浓硫酸吸收SO₃形成发烟硫酸浓缩和提纯5达到所需的浓度和纯度硫酸工业生产主要采用接触法首先将硫或硫铁矿燃烧产生二氧化硫，经过净化处理后与干燥空气混合，然后通过含有五氧化二钒V₂O₅催化剂的转化器，在约450℃条件下催化氧化生成三氧化硫2SO₂+O₂⇌2SO₃由于三氧化硫不能直接与水反应（反应太剧烈），通常将其通入98%浓硫酸中，形成发烟硫酸，然后加水稀释到所需浓度整个过程需要严格控制温度、压力和气体浓度，以获得最高的转化率和产品质量硫酸的用途硫酸作为工业之血，应用十分广泛在化肥工业中，硫酸用于生产磷肥和硫酸铵等氮肥；在冶金工业中，用于金属表面处理和矿石提纯；在石油工业中，用作催化剂和脱水剂；在电池制造中，是铅酸蓄电池的重要组成部分此外，硫酸还广泛应用于染料、炸药、合成纤维、洗涤剂、塑料等行业的生产过程在实验室中，硫酸是常用的酸性试剂，用于各种化学反应和分析测试硫酸的年产量是所有化学品中最大的，反映了它在现代工业中的核心地位硫化氢概述分子式₂结构型分子天然来源H S V硫化氢的分子式为，表明每个分子分子呈型结构，与水分子结构类硫化氢在自然界中广泛存在，是火山气H₂S H₂SV中含有两个氢原子和一个硫原子其相似中心硫原子与两个氢原子通过共价体和温泉的成分之一它也存在于沼泽对分子质量为，在标准状况下为气键连接，形成约的键角由于硫原气、天然气和某些矿泉水中在生物体3492°体硫化氢是一种重要的无机化合物，子比氧原子电负性低，的极性弱于内，硫化氢是蛋白质分解的产物，也是H₂S也是硫的重要含氢化合物，这解释了两者溶解性的差异某些细菌代谢的副产物H₂O硫化氢的物理性质状态与气味溶解性毒性硫化氢在标准条件下是一种无色气体，具硫化氢微溶于水，在时约体积气体硫化氢是一种剧毒气体，毒性与氰化氢相0℃

2.5有强烈的臭鸡蛋味这种特殊气味使其易溶于体积水，形成弱酸溶液随温度升高当高浓度可导致呼吸系统麻1500ppm于被感官检测，即使在极低浓度下约，溶解度迅速降低硫化氢易溶于碱溶液痹和迅速死亡低浓度长期暴露也会导致，人也能闻到然而，长时间暴，形成相应的硫化物和氢硫化物，这是处眼睛、呼吸道刺激和健康损害由于其危

0.02ppm露会导致嗅觉疲劳，使人失去对其气味的理硫化氢废气的常用方法险性，实验室操作必须在通风橱中进行敏感性，增加危险性硫化氢的化学性质（）1与水反应硫化氢溶于水形成弱酸硫化氢酸⇌；⇌——H₂S+H₂O H⁺+HS⁻HS⁻+H₂O H⁺这是一个两步电离过程，且都是可逆的第一步电离常数约为，第+S²⁻K₁10⁻⁷二步电离常数约为，说明其为弱酸，且第二步电离比第一步弱得多K₂10⁻¹⁴与碱反应硫化氢与碱反应生成相应的硫化物（完全中H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O和）；（部分中和）碱的加入量不同会得到不H₂S+NaOH=NaHS+H₂O同的产物，充分反应得到硫化物，而用量不足则得到氢硫化物与重金属离子反应硫化氢能与许多重金属离子反应生成难溶的硫化物沉淀H₂S+Cu²⁺=；这些反应常用于分析化学中鉴CuS↓+2H⁺H₂S+Pb²⁺=PbS↓+2H⁺别和分离金属离子，不同金属硫化物的沉淀颜色和溶解性各不相同硫化氢的化学性质（）2氧化剂反应方程式现象氧气蓝色火焰燃烧2H₂S+3O₂=2H₂O+2SO₂氯气产生黄色硫沉淀H₂S+Cl₂=2HCl+S↓溴水褐色溴水褪色，出现硫沉H₂S+Br₂=2HBr+S↓淀高锰酸钾紫色溶液褪色，出现硫沉5H₂S+2KMnO₄+淀3H₂SO₄=5S↓+2MnSO₄+K₂SO₄+8H₂O硫化氢具有较强的还原性，能被多种氧化剂氧化在空气中燃烧时，硫化氢燃烧产生蓝色火焰，生成二氧化硫和水与氯气、溴水等强氧化剂反应时，通常被氧化为单质硫，而氧化剂自身被还原这种还原性使硫化氢成为化学分析中重要的还原剂，也解释了为什么硫化氢在空气中不稳定，易被氧化在工业上，硫化氢的氧化反应也用于从废气中回收硫资源硫化氢的制备原料准备反应进行1硫化亚铁和稀硫酸FeS+H₂SO₄=FeSO₄+H₂S↑2气体净化气体收集4通过水洗涤3向上排空气法收集实验室制备硫化氢的经典方法是硫化亚铁与稀硫酸反应将硫化亚铁粒状固体置于装有稀硫酸的圆底烧瓶中，反应产生的硫化氢气体可通过导管收集由于硫化氢比空气略重，通常采用向上排空气法收集制备过程中需要注意安全一是操作必须在通风橱中进行，避免吸入有毒气体；二是收集的气体不能直接排入空气，应通过适当的吸收装置（如NaOH溶液）处理；三是反应完成后，残留物应妥善处理，不能直接倒入水槽硫化氢的用途12分析试剂制造硫化物硫化氢是重要的化学分析试剂，用于定性分析硫化氢用于制备各种金属硫化物，如硫化锌、中检测和分离金属离子不同金属与硫化氢反硫化镉等，这些材料在荧光粉、半导体和颜料应形成不同颜色的硫化物沉淀，这些沉淀在不制造中有重要应用在实验室和工业上，通过同pH值和溶剂条件下溶解性也不同，可用于控制反应条件可获得不同性质的硫化物产品系统分离分析3硫回收在石油和天然气精炼过程中，硫化氢是一种常见的杂质，需要被去除现代工艺通常使用克劳斯法将其转化为单质硫进行回收利用，这是工业上获取硫的重要来源之一硫酸根离子的检验原理硫酸根离子检验的基本原理是利用与反应生成难溶的硫酸钡白Ba²⁺SO₄²⁻色沉淀硫酸钡的溶度积极小约Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓

1.1×10⁻¹⁰，因此即使在稀溶液中也能形成明显沉淀操作步骤取待测溶液少量于试管中，加入几滴稀盐酸，再滴加氯化钡溶液如有白色沉淀生成，且该沉淀不溶于浓盐酸或浓硝酸，则证明原溶液中含有硫酸根离子酸的添加是为了排除其他可能干扰的离子，如碳酸根、硫化物等干扰与排除某些离子会干扰硫酸根的检验，如碳酸根、磷酸根、草酸根等也能与钡离子形成白色沉淀但这些沉淀通常溶于酸，而硫酸钡不溶于酸，这是鉴别的关键因此在检验前先加酸酸化可排除干扰硫离子的检验醋酸铅试纸检验醋酸铅试纸是检验硫化物离子的简便方法当含硫化物的溶液或产生硫化氢S²⁻的反应体系附近放置浸有醋酸铅溶液的滤纸时，试纸会变黑这是因为硫化氢与醋酸铅反应生成黑色硫化铅黑色PbCH₃COO₂+H₂S=PbS↓+2CH₃COOH酸化释放法对于固体样品或不明确的溶液，通常采用酸化释放法取少量样品于试管中，加入稀盐酸或稀硫酸，加热轻微振荡，如含有硫化物，会释放出特征臭味的硫化氢气体可用醋酸铅试纸在试管口检验释放的气体S²⁻+2H⁺=H₂S↑显色反应某些金属离子与硫离子反应可产生特征颜色的沉淀，也可用于检验例如，加入少量硝酸银溶液，如含硫离子，会形成黑色硫化银沉淀2Ag⁺+S²⁻=黑色这种方法灵敏度高，但需注意其他离子的干扰Ag₂S↓硫的氧化物总结性质二氧化硫SO₂三氧化硫SO₃物理状态无色有刺激性气味的气体无色针状晶体或液体分子结构V型分子平面三角形溶解性易溶于水与水猛烈反应酸性强弱中等强度酸性氧化物强酸性氧化物氧化还原性具有还原性和弱氧化性强氧化性与碱反应生成亚硫酸盐生成硫酸盐二氧化硫和三氧化硫是硫的两种重要氧化物，它们在物理性质和化学性质上有明显差异SO₃比SO₂显示出更强的酸性和氧化性，这与硫的氧化态有关（SO₂中硫为+4价，SO₃中硫为+6价）两者在工业上都有重要应用，SO₂主要用于漂白和防腐，而SO₃主要用于硫酸生产在环境方面，SO₂是主要大气污染物之一，而SO₃由于其强反应性，在大气中浓度通常较低，但当存在时会迅速转化为硫酸气溶胶，对环境也有重要影响硫的含氧酸总结亚硫酸₂₃硫酸₂₄H SOH SO亚硫酸是溶于水形成的产物，分子式它是一种中强硫酸是的水化产物，分子式它是一种强二元酸，在SO₂H₂SO₃SO₃H₂SO₄酸，在水溶液中呈现明显酸性亚硫酸不稳定，无法以纯形式分水溶液中几乎完全电离硫酸是稳定的化合物，可制得纯净浓硫离出来，只能以水溶液形式存在酸（左右）98%亚硫酸具有还原性，能被氧气或其他氧化剂氧化为硫酸浓硫酸具有强氧化性、强脱水性和不挥发性它是重要的工业原这种还原性使其在工业上用作漂白剂料，用于肥料生产、金属处理、石油精炼等多个领域稀硫酸主2H₂SO₃+O₂=2H₂SO₄和防腐剂亚硫酸盐如在食品工业中用作防腐剂要表现酸性，与金属、碱、碳酸盐等反应生成盐和氢气或水或二Na₂SO₃氧化碳硫的还原性化合物总结硫化氢₂二氧化硫₂H SSO硫化氢是硫的-2价化合物，分子式H₂S它是一种无色有臭鸡蛋臭味的有毒气二氧化硫是硫的+4价化合物，分子式SO₂它是一种无色有刺激性气味的气体体，微溶于水硫化氢是一种弱酸，在水溶液中呈酸性，能与碱反应形成硫化，易溶于水二氧化硫是一种酸性氧化物，溶于水形成亚硫酸，能与碱反应生物成亚硫酸盐硫化氢具有较强的还原性，能被氧气和许多其他氧化剂氧化在与氧气反应时二氧化硫既有还原性又有氧化性，但以还原性为主在与氧气反应时2SO₂+2H₂S+3O₂=2SO₂+2H₂O，硫被氧化为+4价这种还原性使其在分析化O₂⇌2SO₃，硫从+4价被氧化为+6价在工业上，这一反应是接触法制硫酸学中作为重要试剂的关键步骤，需要催化剂才能在实用速率下进行硫及其化合物的相互转化（）1₂₂₃S→SO SO→SO硫单质可通过直接燃烧转化为二氧化硫反应方程式S+O₂=SO₂这是二氧化硫可通过进一步氧化转化为三氧化硫反应方程式2SO₂+O₂⇌一个强烈的放热氧化反应，硫燃烧时产生蓝色火焰，并释放出二氧化硫气体2SO₃这个反应在常温下速率极慢，但在五氧化二钒V₂O₅催化剂存在下这一反应是工业上生产二氧化硫的主要方法之一，尤其是在硫酸生产的第，在约450℃的温度条件下可以有效进行这是接触法制硫酸的核心反应，一步反应为可逆放热反应这两个转化过程代表了硫元素氧化态的逐步升高从单质硫0价到二氧化硫+4价，再到三氧化硫+6价每一步氧化都伴随着能量释放，这些反应在工业硫酸生产中有重要应用硫及其化合物的相互转化（）2₃₂₄1SO→H SO三氧化硫与水反应生成硫酸SO₃+H₂O=H₂SO₄这个反应极其剧烈，放热量大，直接反应会产生硫酸雾，难以控制在工业上，通常采用间接水化法，先将SO₃溶解在98%浓硫酸中形成发烟硫酸，再通过加水稀释到所需浓度₂₄硫酸盐2H SO→硫酸与金属、金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐反应生成相应的硫酸盐例如H₂SO₄+Zn=ZnSO₄+H₂↑；H₂SO₄+CuO=CuSO₄+H₂O；H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂O；H₂SO₄+CaCO₃=CaSO₄+H₂O+CO₂↑硫酸盐的应用3许多硫酸盐具有重要的应用价值如硫酸铜CuSO₄用作杀菌剂和电镀；硫酸铝[Al₂SO₄₃]用作净水剂；硫酸钙CaSO₄用于制造石膏；硫酸钠Na₂SO₄用于造纸和洗涤剂；硫酸铵[NH₄₂SO₄]用作氮肥硫及其化合物的相互转化（）3₂S→H S硫单质可以与氢气在高温下直接反应生成硫化氢这个反应需要在S+H₂=H₂S的高温下进行，是硫从价还原为价的过程在实验室中，通常不采用400-500℃0-2这种方法制备硫化氢，而是通过硫化物与酸反应获得₂硫化物H S→硫化氢与金属、金属氧化物或氢氧化物反应可生成相应的硫化物H₂S+Zn=；；这些反ZnS+H₂↑H₂S+CuO=CuS+H₂O H₂S+2NaOH=Na₂S+2H₂O应是硫化氢酸性的体现，也是制备金属硫化物的重要方法硫化物的应用不同的硫化物有不同的用途例如，硫化锌用作荧光粉和白色颜料；硫ZnS化镉用作黄色颜料和光电转换材料；硫化铅用作红外探测器；硫化CdS PbS铜和硫化铁用于矿物提取和催化剂制备CuS FeS硫酸工业流程图硫酸工业生产采用接触法，主要包括四个步骤原料制备、催化转化、吸收冷却和储存首先，通过燃烧硫磺或硫铁矿产生二氧化硫气体，并进行净化处理以除去灰尘和杂质，确保不会毒化催化剂净化后的二氧化硫与干燥空气混合，在约、含催化剂的转化器中氧450℃V₂O₅化为三氧化硫⇌这个可逆放热反应需精确控制温度和气2SO₂+O₂2SO₃体比例以获得最佳转化率生成的三氧化硫随后被吸收在浓硫酸中形成发98%烟硫酸，再通过加水稀释到所需浓度通常最后，成品硫酸经冷却93-98%后储存在专用的储罐中，以供各种工业应用硫酸生产中的催化剂五氧化二钒₂₅助催化剂1V O2五氧化二钒是硫酸生产中最广泛为提高催化剂的活性和选择V₂O₅使用的催化剂，通常以的性，通常添加一些助催化剂，如7-10%浓度负载在硅酸盐或硫酸盐载体、、等碱金属氧K₂O Cs₂O Na₂O上它能显著降低氧化为化物这些物质能够促进催化反SO₂SO₃的活化能，使反应在实用温度下应，增加催化剂的稳定性和活性快速进行的催化机理涉及，尤其是在较低温度下的活性，V₂O₅钒在不同氧化态之间的循环转化从而提高总体转化效率，提供了氧传递的途径催化剂特性3理想的催化剂应具有高活性、高选择性、长寿命和抗毒性现代催化剂V₂O₅通常能在的温度下实现以上的转化率，使用寿命可达年400-450℃95%3-5催化剂的形状和孔隙结构也经过优化，以减少压降并提高气体接触效率硫酸生产中的反应条件温度控制压力影响气体比例氧化为的反应是由于⇌为提高转化率，通常使SO₂SO₃2SO₂+O₂2SO₃可逆放热反应，根据勒反应中气体摩尔数减少用过量的氧气（空气）沙特列原理，温度升高，根据勒沙特列原理，工业上，进入转化器不利于反应正向进行增加压力有利于正反应的气体混合物典型组成然而，较低温度下反应进行然而，考虑到设为的、7-10%SO₂11-速率太慢因此，工业备成本和安全因素，工的和剩余的14%O₂N₂上通常采用左右业生产通常在接近常压过高的浓度可能导致450℃SO₂的折中温度，并使用或稍高压力个大气压催化剂过热和失活，而1-2催化剂加速反应下进行压力效应相对过低浓度则降低生产效V₂O₅现代工厂通常采用多级温度效应不太显著，现率混合气体必须充分转化器，每级之间进行代工艺更侧重温度和催干燥，以避免催化剂失冷却，以获得更高的总化剂优化活和设备腐蚀转化率硫及其化合物在生物体中的作用蛋白质构成维生素B1硫是构成蛋白质必需的元素，主要以含硫氨硫是维生素硫胺素的重要组成部分硫B1基酸（如蛋氨酸、半胱氨酸）的形式存在胺素在碳水化合物代谢中起关键作用，是人这些氨基酸中的硫原子能形成二硫键-S-S-12体必需的维生素，缺乏会导致脚气病等健康，对维持蛋白质的三维结构至关重要，从而问题影响蛋白质的功能植物营养辅酶A43硫是植物必需的大量元素之一，参与叶绿素硫是辅酶分子中的重要成分辅酶在脂A A形成、光合作用和氮代谢等过程植物主要肪酸代谢、三羧酸循环等多种生化反应中起以硫酸盐形式从土壤中吸收硫元素，硫缺乏着关键作用，是细胞能量代谢的核心辅因子会导致植物生长受阻和产量下降硫及其化合物在农业中的应用硫在农业中有多种重要应用硫酸铵是一种重要的氮硫复合肥料，不仅提供植物生长所需的氮素，还能提供硫元素，特别适[NH₄₂SO₄]用于硫缺乏的土壤单质硫粉也常直接用作土壤改良剂，在土壤中被微生物氧化为硫酸盐，逐渐被植物吸收利用硫及其化合物还广泛用作农药和杀菌剂石灰硫合剂硫化钙是一种传统的杀虫杀菌剂，对多种果树病虫害有效硫粉直接喷洒在作物上可防治白粉病等真菌疾病硫代硫酸钠用作种子处理剂，保护种子免受病原体侵害这些应用充分利用了硫化合物的毒性和杀Na₂S₂O₃菌特性，为农业生产提供了重要保障硫及其化合物在工业中的应用化肥生产化学品制造金属加工橡胶硫化石油精炼其他用途硫及其化合物在工业中有广泛应用橡胶硫化是一个重要领域，这一过程中硫与天然橡胶分子形成交联结构，显著提高橡胶的弹性、强度和耐热性，这是现代橡胶工业的基础在火药制造中，硫是传统黑火药的重要成分之一，与硝酸钾和碳一起构成爆炸物硫酸作为工业之血，在化肥生产、金属加工、纺织、造纸等各行业有不可替代的作用二氧化硫用作漂白剂和防腐剂，硫化物用作颜料和电子材料硫还在石油精炼中发挥重要作用，用于脱硫过程和催化剂制备随着工业的发展，硫的应用领域还在不断扩大硫及其化合物相关的环境问题酸雨治理工业废气处理二氧化硫是形成酸雨的主要污染物之一，燃煤电厂和工业排放是含硫工业废气处理是环保的重要领域对于含废气，主要采SO₂主要来源为治理酸雨，各国采取了多种措施一是源头控制，用湿法脱硫（如石灰石浆液吸收）和干法脱硫（如喷射碱性吸收如使用低硫煤或天然气替代高硫煤；二是排放处理，如烟气脱硫剂）某些情况下也采用催化还原法，将转化为单质硫回收SO₂技术，主要包括石灰石石膏法、双碱法等；三是推广清洁利用FGD-能源，减少化石燃料使用对于含废气，常用方法包括克劳斯法（将部分燃烧后与H₂S H₂S中国近年来在酸雨治理方面取得显著成效，重点区域酸雨频率和剩余反应生成单质硫）和氧化法（用碱液吸收后氧化为硫或H₂S酸度均有明显下降，这主要得益于严格的排放标准和大规模的脱硫酸盐）这些技术不仅减少了环境污染，还实现了资源的回收硫设施建设利用，体现了循环经济理念硫及其化合物的安全处理实验室安全操作工业生产安全措施在实验室处理硫及其化合物时，需遵循工业生产中，硫酸车间需配备完善的泄严格的安全规程操作浓硫酸时，应佩漏检测系统和中和剂（如石灰、碳酸钠戴防护眼镜、耐酸手套，在通风橱中进）工人必须穿戴全套防护装备，包括行稀释浓硫酸时，必须将酸慢慢加入防酸工作服、橡胶手套和防毒面具生水中，而不是反过来，以避免剧烈放热产设备需定期检查腐蚀情况，及时更换导致酸液飞溅处理硫化氢时，必须在老化部件二氧化硫和硫化氢等有毒气通风良好的环境中操作，严禁明火，废体的生产区域需安装气体浓度监测仪和气需通过适当的吸收装置处理自动报警系统泄漏处理硫酸泄漏时，小量泄漏可用碱性物质（如碳酸钠、石灰）中和，再用大量水冲洗；大量泄漏需筑堤围堵，防止流入水源，并用泵转移到安全容器中硫化氢或二氧化硫泄漏时，应立即疏散人员，使用碱液喷雾吸收有毒气体，同时佩戴正压式呼吸器进行处理硫及其化合物的计算题型（）1质量分数计算1硫酸溶液浓度通常用质量分数表示例如，计算98%浓硫酸中硫元素的质量分数wS=MS÷MH₂SO₄×wH₂SO₄=32÷98×98%=32%=32%这类计算要求清楚各元素的相对原子质量，以及溶液中溶质的质量分数溶液稀释计算2硫酸稀释计算常用公式c₁V₁=c₂V₂（摩尔浓度）或ρ₁w₁V₁=ρ₂w₂V₂（质量浓度）例如，用水稀释100g98%的浓硫酸至20%的质量分数，需加水量为m水=100×98%÷20%-100=390g稀释计算需注意溶质质量守恒原理含量百分比计算3计算样品中硫元素含量也是常见题型例如，

1.00g黄铁矿FeS₂样品完全燃烧后，硫转化为SO₂，计算样品中硫的质量分数wS=MS×2÷MFeS₂=32×2÷120=

53.3%此类计算需理解化学反应原理和质量守恒定律硫及其化合物的计算题型（）2反应类型反应方程式计算要点硫的燃烧消耗，生成S+O₂=SO₂1mol S1mol O₂1mol SO₂的氧化消耗，生成SO₂2SO₂+O₂=2SO₃2mol SO₂1mol O₂2mol SO₃的燃烧消耗，生成H₂S2H₂S+3O₂=2SO₂+2H₂O2mol H₂S3mol O₂2mol SO₂硫酸与金属反应稀消耗，生成Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑1mol Fe1mol H₂SO₄1mol H₂浓硫酸氧化浓消耗，生成Cu+2H₂SO₄=CuSO₄+SO₂↑+1mol Cu2mol H₂SO₄1mol SO₂2H₂O化学方程式计算是硫化学中的重要题型这类计算基于化学计量关系，需准确书写和配平方程式，掌握物质的量和质量、体积之间的换算关系例如，计算铜与过量浓硫酸完全反应产生的二氧化硫体积（标准状况）10g，根据方程式，，这类nCu=10g÷64g/mol=

0.156mol nSO₂=nCu=

0.156mol VSO₂=n×Vm=

0.156mol×

22.4L/mol=

3.49L计算要注意反应条件不同，方程式也不同，如稀硫酸和浓硫酸与铜的反应就完全不同硫及其化合物的计算题型（）3摩尔体积L/mol密度g/L气体体积计算在硫的化学中非常常见，尤其是涉及SO₂、SO₃、H₂S等气体的反应在标准状况下0℃，

101.3kPa，1mol任何气体的体积均为

22.4L，这一数值称为标准摩尔体积Vm利用这一关系，可以通过气体的物质的量计算其体积V=n×Vm对于非标准状况，需使用气体状态方程pV=nRT，其中p为压力，V为体积，n为物质的量，R为气体常数，T为绝对温度例如，计算在27℃、

202.6kPa下，1mol SO₂的体积V=nRT/p=1mol×

8.314J/mol·K×300K÷202600Pa=

0.0123m³=

12.3L在处理这类问题时，必须注意单位的统一和温度的转换硫及其化合物的实验探究（）1实验目的通过一系列实验，探究SO₂的物理性质和化学性质，包括其溶解性、酸性、漂白性和还原性等，加深对SO₂性质的理解和应用实验内容

1.SO₂的制备将铜粒加入到盛有浓硫酸的试管中加热，生成SO₂气体通过排水集气法收集

2.SO₂的溶解性将盛有SO₂的集气瓶倒扣在水中，观察水位上升情况

3.SO₂的酸性将无色酚酞试液滴入SO₂水溶液中，观察变化；将蓝色石蕊试液滴入SO₂水溶液中，观察变化

4.SO₂的漂白性将鲜花或有色纸片放入含SO₂的集气瓶中，观察颜色变化；将漂白后的样品放入空气中，观察颜色是否恢复实验结论SO₂在水中溶解度较大；SO₂水溶液呈酸性，能使酚酞试液保持无色，使蓝色石蕊试液变红；SO₂具有漂白性，能使有色物质褪色，其漂白作用通常是可逆的，被漂白物在空气中可能恢复原色硫及其化合物的实验探究（）2浓硫酸脱水性稀硫酸的酸性浓硫酸的氧化性实验操作将少量蔗糖放入试管，滴加几实验操作将锌粒加入到稀硫酸中，观察实验操作将铜片加入到浓硫酸中加热，滴浓硫酸，观察现象结果显示，蔗糖迅现象结果显示，锌粒表面产生大量气泡观察现象结果显示，溶液逐渐变为蓝色速变黑膨胀，释放出水蒸气和热量，最终，溶液逐渐变热收集气体后用燃烧试验，同时有刺激性气体（）产生这表明SO₂形成多孔碳质物这表明浓硫酸具有强烈检验，发出扑的声音，证明是氢气这浓硫酸具有氧化性，能氧化铜形成硫酸铜的脱水性，能从含碳水化合物中夺取水分表明稀硫酸具有酸性，能与活泼金属反应，同时自身被还原为二氧化硫子，使之碳化放出氢气硫及其化合物的实验探究（）3实验目的探究硫酸根离子的检验方法，掌握硫酸根离子的特征反应，学习运用化学分析方法鉴别含硫酸根的化合物实验原理硫酸根离子SO₄²⁻与钡离子Ba²⁺反应生成难溶的硫酸钡白色沉淀Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓硫酸钡在酸中不溶解，这是区别于其他可能形成白色沉淀的离子（如碳酸根、磷酸根）的关键特征实验步骤

1.取少量待测溶液于试管中；

2.加入几滴稀盐酸，使溶液呈酸性；

3.滴加氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成；

4.如有白色沉淀生成，加入过量浓盐酸，观察沉淀是否溶解结果分析如果加入氯化钡后生成白色沉淀，且该沉淀不溶于盐酸，则可以确定溶液中存在硫酸根离子这个方法是检验硫酸根离子的经典方法，在分析化学中广泛应用知识点总结和回顾掌握硫元素基本性质1物理性质、化学性质和同素异形体理解主要含硫化合物2SO₂、SO₃、H₂SO₄、H₂S的制备与性质应用相关化学原理3酸碱理论、氧化还原反应、化学平衡掌握实验技能4制备、检验、性质探究的实验操作了解实际应用5工业生产、环境保护、生物作用本复习学案系统总结了硫元素及其化合物的基本性质、反应规律和实际应用我们从硫元素的基本特性开始，详细讨论了二氧化硫、三氧化硫、硫酸和硫化氢等主要含硫化合物的制备方法和性质特点通过理论与实验相结合的方式，加深了对硫化学的理解，特别是酸碱性质、氧化还原性质和重要实验现象的掌握同时，我们也关注了硫及其化合物在工业、农业、生物学和环境科学中的重要应用，帮助建立知识与实际的联系结语硫元素及其化合物的重要性万吨万吨16005000年全球硫酸产量年硫磺消费量硫酸是产量最大的无机化工产品，被称为工业之血硫磺是重要的工业原料，主要用于生产硫酸和其他，其产量常被用作衡量一个国家工业发展水平的重含硫化合物，在化工、农业、医药等领域有广泛应要指标用

0.25%人体硫含量硫是人体必需的元素之一，主要存在于蛋白质、维生素和辅酶中，参与多种生理生化过程硫元素及其化合物在人类社会发展中发挥着不可替代的作用从工业生产的基础原料到农业增产的关键元素，从环境科学的研究对象到生物体内的重要组成部分，硫元素的影响遍及我们生活的方方面面随着科技的发展，人类对硫及其化合物的研究和应用不断深入，新的用途和作用不断被发现同时，我们也更加重视与硫相关的环境问题，如酸雨和大气污染的防治通过对硫元素及其化合物的深入学习，我们不仅掌握了化学知识，也更好地理解了化学与社会、环境的密切联系。