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號元素，位于周期表號元素，位于周期表 中第三周期第中第三周期第VIAVIA族，符號族，符號 為為S S，常見的非金屬元素，常見的非金屬元素， 在我們的生活中扮演著越來在我們的生活中扮演著越來 越重要的角色。越重要的角色。 一、單質(zhì)硫及常見的硫化物一、單質(zhì)硫及常見的硫化物 二、硫的氧化物，硫酸及相關(guān)鹽二、硫的氧化物，硫酸及相關(guān)鹽 三、硫的其他含氧酸及相關(guān)鹽三、硫的其他含氧酸及相關(guān)鹽 四、硫的污染與防治四、硫的污染與防治 結(jié)構(gòu)： S：sp3雜化 形成環(huán)狀S8分子，兩個雜化軌道與相鄰 的兩個硫原子成鍵，另外兩個則各有一 對孤對電子。 1.

2、單質(zhì)硫 一、單質(zhì)硫及常見的硫化物 俗稱硫磺，分子晶俗稱硫磺，分子晶 體，不溶于水，導體，不溶于水，導 電性差，導熱性差電性差，導熱性差。 制備：從黃鐵礦中提取S， 3FeS2 +12C+8O2 Fe3O4 +12CO+6S 物理性質(zhì)：硫的幾種同素異形體 斜方硫 單斜硫 彈性硫 密度/gcm-3 2.06 1.99 顏色 黃色 淺黃色 190的熔融硫 穩(wěn)定性 94.5 用冷水速冷 C190 )S( )S(單斜斜方彈性硫 94.5oC 在在190oC時，硫的黏度最大！彈性硫不溶于任何溶時，硫的黏度最大！彈性硫不溶于任何溶 劑！劑！ 硫的同素異形體： 斜方硫 單斜硫 彈性硫的形成 硫的化學性質(zhì):比較

3、活潑 HgSSHg SAl3S2Al 32 O2H(g)3SO)(SO2HS 2NO(g)SOH2HNOS 2242 423 濃 與許多金屬 直接化合 與氫、氧、碳、 鹵素(碘除外)、 磷等直接作用 與氧化性酸作用（還原性） 與堿的作用 22 22 62 SOOS SClClS SF)(3FS 過量 O3HOSNaS2Na6NaOH)4S( O3HSONaS2Na6NaOH3S 23222 2322 過量 2.硫化氫和硫化物 H2S是無色，有腐蛋臭味，劇毒氣體。 稍溶于水，水溶液呈酸性，為二元弱酸。 SO2HOS2H 2SOO2H3OS2H 222 2222 不完全 完全 (1) 硫化氫 結(jié)構(gòu)

4、：H2S結(jié)構(gòu)與H2O相似，呈V型 性質(zhì)： 與空氣(O2)反應(yīng) 最重要的性質(zhì)是它的還原性： SH 0.144V S 0.4497V SOH 0.1576V SO 232 -2 4 0.3478V 0.3002V EA 與中等強度氧化劑作用 2HFe2S2FeSH 23 2 FeS SFe 32 I)Br,Cl,(X 2H2XSXSH - 22 與強氧化劑反應(yīng) 過量） （ - 42 -2 4 2- 42 2 2- 42 4222222 OMn O2H15SO8Mn14HO8Mn S5H O8H5S2Mn6HMnO2S5H 8HXSOHO4H)Br,(ClX4SH 產(chǎn)物： -2 4 SO S (2)

5、 金屬硫化物 顏色：(大多數(shù)為黑色,少數(shù)需要特殊記憶) SnS 棕,SnS2 黃,As2S3 黃,As2S5 黃, Sb2S3橙, Sb2S5橙,MnS 肉紅,ZnS 白， CdS 黃。 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和堿金屬硫化物 微溶：堿土金屬MgS，CaS，SrS(但 BeS難溶） 其余難溶。 （2）稀酸溶性： （1）水溶性： S(g)HM2HMS 2 2 溶解性： （3）配位酸溶解(濃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）堿溶（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）氧化堿溶：（Na2S2） SSbS2NaS3NaSSb SAsS2NaS3NaSAs SnSNaSNaSnS 432232 432232 3222 3.多硫化物 62 xS)(NH , SNa x24x2 制備： 現(xiàn)象：黃橙紅紅 x x nSNa1)S-(SNa 22 性質(zhì)： 遇酸不穩(wěn)定 1)S-(S(g)HSH 2HS 22 -2 x xx -2 3 -2 2 SnSSSnS 24322 6SOOFe8OFeS3 氧化性 還原性 S

9、 -2 x 2- x SO2的性質(zhì)： 氣體、無色，有強烈刺激性氣味，易溶 于水，溶于水后形成亞硫酸。 1.二氧化硫、亞硫酸及其鹽 SO2的結(jié)構(gòu)：S：sp2雜化， OSO=119.5，S-O鍵長143pm， SO2是極性分子 。 二、硫的氧化物，硫酸及相關(guān)鹽 H2SO3的性質(zhì)： 二元中強酸（只存在水溶液中） 氧化性 O3H3SS2HSOH 2232 還原性 42232 22422232 SO2HOSO2H )Br ,(Cl 2HISOHOHISOH 漂白-使品紅褪色 -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的結(jié)構(gòu)： OSO=120S-O鍵長143pm S： 3s23p4 2.三氧化硫、硫酸及其鹽 S：雜化后： sp2 pd 2 型晶體 型晶體 無色，易揮發(fā)固體 固體有幾種聚合物 例如：型晶體,為三聚分子。 型晶體,為螺旋式長鏈。 SO3的性質(zhì)： H2SO4的結(jié)構(gòu)： S：sp3雜化后 形成分子，分 子中除存在 鍵外還存在 (p-d) 反饋 配鍵。 H2SO4分子間 通過氫鍵相連，使 其晶體呈現(xiàn)波紋形 層狀結(jié)構(gòu)。 濃H2SO4的性質(zhì)：氧化性、吸水性、干燥性 強吸水性：作干燥劑。 從纖維、糖中提取水。 O11H1

11、2COHC 2112212 二元強酸 2 10 0 . 1 Ka2 強氧化性 OH2SO2CuSO)(SOH2Cu 22442 濃 O2H3SO)(SOH2S OH5SO5OP)(SOH52P O2H2SOCO)(SOH2C 2242 225242 22242 濃 濃 濃 與非金屬反應(yīng)： 與不活潑金屬反應(yīng)： 與活潑金屬反應(yīng)： O4HS3ZnSO)(SO4H3Zn 2442 濃 O4HSH4ZnSO)(SO5H4Zn 22442 濃 冷卻發(fā)煙硫酸時，可以析出焦硫酸晶體 722423 OSHSOHSO OHOSH 2722 H2S2O7為無色晶體，吸水性、腐蝕 性比H2SO4更強。 O HOS O

12、 OHHOSOH O O 1 焦硫酸及其鹽 三.硫的其他含氧酸及其鹽 焦硫酸鹽可作為溶劑 4247222 4234272232 SOKTiOSOOSKTiO SO3K)(SOAlOS3KOAl- 焦硫酸根（S2O72-）的結(jié)構(gòu)為： 硫代硫酸(H2S2O3)：極不穩(wěn)定，尚未 制得純品。 硫代硫酸鹽：Na2S2O35H2O，海波， 大蘇打。 32232 OSNaSSONa 2 硫代硫酸及其鹽 制備： 性質(zhì)：易溶于水,水溶液呈弱堿性； 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 還原性： -2 642 -2 32 2IOSIO2S 配位性： -3 232 -2 32 Br)OAg(SO2SAgBr 過氧化氫：H-O-O-H 過二硫酸 過一硫酸 O S OHO OOHO S OHO OO S O HOO 3 過硫酸及其鹽 磺 酸 基 過二硫酸鹽：OS)(NH 8224 OSK 822 強氧化劑： 16H10SOMnO2 O8HO5S2Mn -2 4 - 4 Ag 2 2 82 2 穩(wěn)定性差： 1.939V)/SOOS( -2 4 -2 82 E 2342822 O2SOSO2KOS2K 4、連二亞硫酸(H2S2

14、O4) 及其鹽 亞硫酸： 二元中強酸： 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 連二亞硫酸鹽： ：O2HOSNa 2422 保險粉 還原劑： 4322422 NaHSONaHSOOHOOSNa 穩(wěn)定性比相應(yīng)的酸強： 1.12V)O/S(SO 2 423 E 232322422 SOSONaOSNaOS2Na 四、硫的污染與防治 硫?qū)Νh(huán)境的污染主要是指硫氧化物和硫化氫對大氣 的污染以及硫酸鹽、硫化氫對水體的污染。 主要污染物： 1.SO2，SO3 2.

15、H2S 3.硫酸鹽 4.甲硫醇（CH3SH）、二甲硫（CH3SCH3)、 二甲二硫（CH3SSCH3）等硫化物 污染來源：污染來源： 1.SO2，SO3：主要來自礦物燃料燃燒、含硫礦石冶煉和硫酸、 磷肥生產(chǎn)等。全世界SO2 的人為排放量每年約 1.5億噸，礦 物燃料燃燒產(chǎn)生的占70%以上。 2.H2S:主要由有機物腐敗而產(chǎn)生，估計全世界每年進入大 氣的量約1億噸。人為產(chǎn)生的硫化氫每年約300萬噸，主要 來源是牛皮紙漿廠、煉焦廠、煉油廠和人造絲廠。 3.硫醇等硫化物：主要的排放源有煉油廠、石油化工廠、牛皮 紙漿廠、農(nóng)藥廠等。 各種形式的硫污染都對環(huán)境造成了巨大的破壞， 如1952年英國的倫敦煙霧

16、事件，其他地區(qū)也都 發(fā)生過類似的污染事件。 我國是以煤炭為主要能源的國家，2008年的能源生產(chǎn)總量為260000 萬噸標準煤，其中原煤所占比重為76.7%，能源消費總量為285000 萬噸標準煤，其中煤炭所占比重為68.7%；從1978年至2008年煤 炭消耗在能源消耗的構(gòu)成中一直為70%左右，由此可見在很長一 段時間內(nèi)，中國的能源消耗還是以煤炭消耗為主。 2008年全國二氧化硫的排放量為2321.3萬噸，其中工業(yè)二氧化硫 的排放量為1991.4萬噸，生活二氧化硫的排放量為329.9萬噸。 燃煤脫硫技術(shù)燃煤脫硫技術(shù) 脫硫技術(shù)被公認為解決當前硫污染 的一種有效手段。 1.濕法煙氣脫硫技術(shù) 濕法煙

17、氣脫硫以其適用煤種廣、鈣利用率高、 脫硫率高、脫硫劑來源廣等優(yōu)點以及具有吸收 反應(yīng)速度快、技術(shù)成熟、可靠、穩(wěn)定、高效的 特性， 已成為國際上應(yīng)用最廣泛、適應(yīng)性最強的煙氣 脫硫技術(shù)， 也已成為我國重點提倡的一種脫硫方法。其未 來發(fā)展總體趨勢是進一步改進、簡化系統(tǒng)，縮 小設(shè)備,降低成本，資源化和無二次污染。 （1）.石灰石石膏法 石灰石一石膏法是利用石灰石一石膏作為 吸收劑與煙氣中SO2發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)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 本法是世界上應(yīng)用最普遍、技術(shù)最成熟、運行 可靠的脫硫工藝。 其原理簡單；脫硫率高達(79)；鈣硫比低； 吸收劑價廉易得；副產(chǎn)品石膏具有綜合利用價 值；能適應(yīng)大容量機組、高濃度SO2含量的煙 氣條件。但其工藝較復雜，投資和運行費用都 很高，占地面積大；當煙氣中SO2：波動比較 大時，石灰石量難以控制，漿液的值很難處于 最佳狀態(tài)，生成的CaSO3和CaSO4容易堵塞管道 和設(shè)備。因而適用于大型企業(yè)、資金較寬裕的 項目。 （2）雙堿法 首先用一種堿(通常是氫氧化鈉或碳酸鈉)溶液吸收二 氧化硫，生成亞硫酸氫鈉；然后在再生池內(nèi)用石灰或 石灰石將亞硫酸氫鈉再生

19、成亞硫酸鈉；再將亞硫酸鈉 溶液送回吸收塔內(nèi)吸收二氧化硫生成亞硫酸氫鈉；之 后再循環(huán)再生和吸收。與石灰或石灰石漿液法相比， 2.干法半干法脫硫方法的簡介 半干法煙氣脫硫不同于濕法與干法之處在于：濕法脫硫是以半干法煙氣脫硫不同于濕法與干法之處在于：濕法脫硫是以 CaCO3CaCO3等堿性漿液為脫硫劑，脫硫劑在吸收塔中與等堿性漿液為脫硫劑，脫硫劑在吸收塔中與SO2SO2 發(fā)生氣液化學反應(yīng)；干法脫硫則是將干性脫硫劑加入爐內(nèi)或發(fā)生氣液化學反應(yīng)；干法脫硫則是將干性脫硫劑加入爐內(nèi)或 噴入煙氣中，脫硫劑與噴入煙氣中，脫硫劑與SO2SO2發(fā)生氣固反應(yīng)脫除發(fā)生氣固反應(yīng)脫除SO2SO2； 半干法則是脫硫劑以漿液的形式被噴入煙氣中，吸收劑與半干法則是脫硫劑以漿液的形式被噴入煙氣中，吸收劑與 SO2SO2發(fā)生氣液化學反應(yīng)的同時，漿滴水分全部蒸發(fā)，發(fā)生氣液化學反應(yīng)的同時，漿滴水分