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硫 S（sulfur ）

硫 S（sulfur ）. 组员分工 演讲： 陶立奇 张华东 PPT 制作： 陈福昆 鲍芳 程铎 资料查找：陆未俊. 氧族元素：. 硫属于氧族元素，氧族元素是元素周期表（ IUPAC ） 新规定：16族。. 氧族元素主要性质的比较. 硫性质，用途，矿物. 元素名称：硫 　　俗称:硫磺 　元素符号： S 元素原子量：32.066 晶体结构 单质物理性质 化学性质　 元素来源 元素用途. 黄铁矿. H 2 S.

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硫 S（sulfur ）

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Presentation Transcript

  1. 硫 S（sulfur ） 组员分工 演讲： 陶立奇 张华东 PPT制作： 陈福昆 鲍芳 程铎 资料查找：陆未俊

  2. 氧族元素： 硫属于氧族元素，氧族元素是元素周期表（IUPAC）新规定：16族。

  3. 氧族元素主要性质的比较

  4. 硫性质，用途，矿物 • 元素名称：硫　　俗称:硫磺 • 　元素符号：S元素原子量：32.066 • 晶体结构 • 单质物理性质 • 化学性质　 • 元素来源 • 元素用途 黄铁矿

  5. H2S 硫化氢化学式为H2S 。H2S的分子结构与H2O相似，也呈折线型。H2S分子的极性小于H2O分子。 硫化氢的熔点为-85.5°C，沸点为-60.7°C。硫化氢稍溶于水，其水溶液成为氢硫酸。20°C时，1体积水约可溶解2.6体积的硫化氢，所得溶液的浓度约为0.1mol.L-1 。

  6. 金属硫化物的溶解性 A.溶于稀酸。如ZnS: ZnS+2HCl===ZnCl2+H2S B.不溶于稀盐酸，但却能溶于浓盐酸。如CdS: CdS+2HCl(浓)===CdCl2+H2S C.不溶于浓盐酸，却能溶于硝酸。如CuS: 3CuS+8HNO3+12HCl ==3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2O D.不溶于硝酸，能溶于王水。如HgS: 3HgS+2HNO3+12HCl===3HgCl42- +6H++2NO+3S+4H2O 溶解性的不同（溶度积Ksp）

  7. S的含氧化物 一、二氧化硫 1、结构与性质 中心硫原子采用不等性杂化，两个杂化轨道与两个氧原子形成两个σ键，另外还有个大π34键。

  8. 2、二氧化硫的制备 （1）亚硫酸盐的复分解反应 Na2SO3+H2SO4==Na2SO4+SO2+H2O (2) 单质硫的氧化 S+O2==SO2 (3) 硫化物的氧化 3FeS2+8O2==Fe3O4+6SO2 硫酸的还原 Cu+2H2SO4(浓)==CuSO4+SO2+2H2O 硫酸盐的还原 2CaSO4+C========2CaO+2SO2+CO2

  9. 3、亚硫酸及其盐 亚硫酸是化学式为H2SO3的无机化合物，通常指二氧化硫的水溶液。 二氧化硫的水溶液中存在的全部是二氧化硫分子及亚硫酸氢根离子，与下列平衡有关： SO2 + H2O ⇌ HSO3− + H+ Ka = 1.54 × 10−2 dm3 mol−1; pKa = 1.81. 亚硫酸及其盐具有还原性： H2O+Cl2+Na2SO3=2NaCl+H2SO4 亚硫酸和亚硫酸盐只有遇到强还原剂时才表现氧化性： 2H2S+2H++SO32-=3S+3H2O

  10. 二、三氧化硫 1、结构与性质 三氧化硫分子呈平面三角形，中心硫原子采取sp2等性杂化，与三个氧原子形成三个σ键，硫原子上的另三个电子则与三个氧原子上的各一个电子形成大π64 键。SO3分子中的三个S-O键均具有双键特征。

  11. 2、硫酸 工业制备硫酸：2 SO2 (g)+ O2(g) ↔ 2 SO3(g); ΔH = -196~kJ/mol SO3(g) + H2SO4(l)→ H2S2O7(l) H2S2O7(l) + H2O(l)→ 2 H2SO4(l) SO3(g)+ H2O(l)→ H2SO4(aq); ΔH = -132~kJ/mol 五氧化二钒 V2O5 (s)+ SO2 (g)→ 2 VO2(s)+ SO3 (g) 4 VO2(s)+ O2(g) → 2 V2O5(s) 2 SO2(g) + O2(g) ↔ 2 SO3(g)

  12. 硫酸的化学性质 A、吸水性 (浓硫酸) B、脱水性（浓硫酸） C、氧化性 （浓硫酸） Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O C + 2 H2SO4 → CO2 + 2 SO2 + 2 H2O S + 2 H2SO4 → 3 SO2 + 2 H2O D、酸性 H2SO4是二元酸，稀硫酸能完全解离为H+离子和HSO4-离子，二级解离较不完全： H2SO4==H++HSO4- HSO4- ==H++SO42- 稀硫酸没有氧化性，金属活动顺序中氢以前的金属与稀硫酸作用生成氢气。

  13. 硫酸盐： 硫酸是二元酸，可生成两系列的盐：酸式盐和正盐。除碱金属和氨能与硫酸生成酸式盐外，其他金属只能得到正盐。 硫酸的结构与物理性质

  14. 硫酸的氯衍生物 二氯化硫酰（硫酰氯）SO2Cl2 在SO2Cl2分子中S原子SP3杂化 二氯化硫酰与水猛烈反应生成硫酸和氯化氢： SO2Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl 二氯化硫酰是白色刺激性气味的液体，在空气中发烟，主要用在有机合成上作磺化剂引入-SO3H

  15. 硫的氮化物 四氮化四硫（S4N4 ） S4N4为双楔形笼状结构，具有D2d对称。硫和氮交替构成一个假想的八元环，其实际性质仍尚未研究清楚。四氮化四硫分子中，S-N键长几乎相等，存在电子离域。

  16. 硫的其他含氧酸及其盐 焦硫酸：分子式H2S2O7，分子量178.02。无色透明晶体，熔点35℃。密度1.9g/cm3。受热分解成硫酸和三氧化硫。有吸湿性，遇水分解生成硫酸。 溶于水生成硫酸： H2S2O7+H2O=2H2SO4 硫代硫酸钠：又名大苏打、海波，分子式：Na2S2O3·5H2O。它是无色透明的单斜晶体，密度1.73克/厘米3。熔点摄氏48度。 易溶于水；遇强酸反应产生硫和二氧化硫： 硫代硫酸钠的结构

  17. 连二亚硫酸钠： 又称保险粉、低亚硫酸钠。分子式Na2S2O4，分子量174.11。是一种强还原剂。 健康危害，对眼、呼吸道和皮肤有刺激性。接触后引起头痛、恶心、呕吐。 其他危险，自燃物品。遇水可引起燃烧 过硫酸：含有过氧键，-O-O-的酸称为过氧酸。硫的过氧酸有两种，过一硫酸H2SO5和过二硫酸H2S2O8..。 H2SO5和H2S2O8以及他们的盐都含有过氧键，具有强氧化性： S2O82-+2e==2SO42- E=2.01V 连二亚硫酸钠结构与性质

  18. 硫及硫化物的应用 • 酸雨防治 • 工业脱硫 • 橡胶工业中的硫化剂 • 造纸行业中的漂白剂 • 照相中的定影剂(Na2S203) • ……

  19. 酸雨的成因 降水酸度按年降水的平均pH值: 碱性(pH>7.00) 中性(5.60—7.00) 弱酸性(4.50—5.59) 较强酸性(4.00—4.49) 强酸性(pH<4.00)。 酸雨是指pH值小于5.60的降水。

  20. 酸雨的形成 由于工业过程的化石燃料燃烧，排放硫和氮的氧化物到大气中，随后转化为硫酸(盐)和硝酸(盐)所引起的。

  21. 酸雨的防治 • 调整民用燃料结构，减轻能源污染。逐渐实现民用燃料气体化，逐渐实现城市集中供热。 • 改善煤炭的利用技术。使含硫45%以上的高，硫煤变成2.7%以下的低硫煤。 • ……

  22. 橡胶的硫化 橡胶的硫化是指橡胶态线性大分子链通过化学交联而构成三维网状结构的化学变化过程。通过这一过程，橡胶的化学结构发生根本改变，并在性能上获得提高。 在橡胶硫化体系中，最早使用的硫化剂是硫磺，橡胶交联的过程随即命名为硫化。

  23. 1839年，美国人Charles Goodyear将硫磺与橡胶混合加热制得性能较好的材料，这一具有里程碑意义的发现，促使人们相继开始了对硫磺硫化橡胶反应机理、反应热历史、反应动力学等的深入研究。 橡胶硫化剂，硫磺的特点：价格低廉，形成硫化胶的综合性能较好。

  24. 不溶性硫磺 • 不溶性硫磺可以通过硫磺的高温气相法或低温的熔融法制备，也可以通过硫化氢的氧化法制备。 硫磺低温熔融聚合反应历程图 反应温度高于临界聚合温度(159℃)

  25. 不溶性硫磺 • 与液相熔融不同，高温气相法是将硫磺加热，液硫沸腾气化，温度越高，分子中的硫原子越少。低分子的硫反应活性很高，在快速降温的过程中很快聚合成分子量很大的聚合硫。 硫磺高温熔融聚合反应历程图 反应温度444.6℃以上

  26. 含硫聚合物 • 含硫聚合物种类较多，合成方法也不尽相同，主要有缩聚、加聚及催化加成等。Ganesh K.等人通过1,2-二溴乙苯与Na2S2/ Na2S4水溶液缩合聚合已成功合成聚苯乙烯四硫化物（PST）和聚苯乙烯二硫化物（PSD），

  27. 定影剂——Na2S203 常用的定影剂：硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O） 在定影过程中，硫代硫酸钠与卤化银生成易溶于水的络合物，反应 可分两步进行： AgBr+Na2S2O3→Na[Ag(S2O3)] (1)      Na[Ag(S2O3)]+Na2S2O3→Na3[Ag(S2O3)2] (2) 第一步反应完成时所生成的是Na[Ag(S2O3)] 第二步反应：在大量硫代硫酸钠存在的情况下，生成的Na[Ag(S2O3)] 继续与硫代硫酸钠反应，生成易溶的Na3[Ag(S2O3)2]，从而完成定 影过程

  28. 定影剂——Na2S203 • 生成的Na3[Ag(S2O3)2]在水中会进行电离： Na3[Ag(S2O3)2] →3Na++[Ag(S2O3)2] 3- [Ag(S2O3)2] 3- →Ag++2(S2O3)2-

  29. 水洗 感光材料经过定影之后，乳剂层中还渗有 大量的硫代硫酸钠和银的络合盐。因此必须通 过水洗过程，加以除去，否则乳剂层中还渗有 大量的硫代酸钠和银的络合盐会影响画面影像 的保存性。 在画面的保存过程中，硫代硫酸钠会与空 气中的二氧化碳和水发生反应，生成硫和亚硫 酸，其化学反应式如下： Na2S2O3+CO2+H2O→H2S2O3+Na2CO3 H2S2O3→H2SO3+S

  30. 多硫化物(polysulfide ) S32- 多硫化铵

  31. 多硫化物的生成与分解 Na2S或(NH4)2S的溶液能够溶解单质硫，就好像碘化钾溶液可以溶解单质碘一样，在溶液中生成多硫化物 ： Na2S + (x-1)S = Na2Sx(NH4)2S + (x-1)S = (NH4) 2Sx 多硫化物在酸性溶液中很不稳定，容易歧化分解生成H2S和单质S：

  32. 多硫化物的物理性质 多硫化物的颜色随x值的增大而加深 ， 可由黄 色加深到红色。x=2时，称为过硫化物，与过氧化物相当。 石硫合剂（多硫化钙20%—29%） 多硫化钠

  33. 多硫离子（Sx2-）的分子结构 多硫离子具有链状结构，S原子通过共用电子对相连成硫链。例如多硫离子S42-的结构：

  34. 多硫化物的化学性质 多硫化物的氧化性（主要） 多硫化物的还原性（次要） • 多硫化物是一种硫化试剂，在反应中它向其它反应物提供活性硫而表现出氧化性。例如：多硫化物能将SnS硫化亚锡(II)氧化成硫代锡(IV)酸盐(NH4)2SnS3而溶解。将三硫化二砷(III) As2S3氧化成硫代砷(IV)酸盐而溶解。 SnS + (NH4)2S2 = (NH4)2SnS3 As2S3 + 3Na2S2 = 2Na3AsS4 + S • 二硫化亚铁与氧气反应生成四氧化三铁和三氧化硫： 3FeS2 + 8O2 → Fe3O4 + 6SO3

  35. 多硫化物的鉴别 综合以上两种方法确定样品为多硫化物 鉴别原理多硫化物[Na2Sx,X=2、3……6]。多硫化物在酸性溶液中很不稳定，容易歧化分解生成H2S和单质S： 硫化氢会使醋酸铅试纸变黑： 硫单质鉴别方法：

  36. 1.用多硫化物除去水中的汞 单质硫会与多硫化物结合形成硫化汞，同时多硫化物还起到氧化剂的作用。多硫盐有可溶于水和较为活泼的优点，与汞能发生下列反应：

  37. 已经证明，多硫化物和硫氢化物的联合处理水中的汞污染物是特别有效的。已经证明，多硫化物和硫氢化物的联合处理水中的汞污染物是特别有效的。

  38. 多硫化物同时也能应用于其他水污染物的处理

  39. 石硫合剂 性状：橙色至樱桃红色的透明水溶液，有强烈的硫化氢气味。 晶体石硫合剂（多硫化钙45%） 2.多硫化物在农业中的应用

  40. 制革工人在处理脱毛后的皮革 3.多硫化钠是常用的分析化学试剂，可作聚合终止剂（如用于丁苯胺聚合），也用于制革工业中作毛皮的脱毛剂

  41. 有机多硫化物 苯环 二硫链状结构 二苯基二硫化物的分子结构

  42. 脂环多硫化物

  43. 肉香中主要成分 香菇精

  44. 锂电池正极材料 这类化合物中含有一个S-S键。 通过分子中S-S键的断裂和键合进行放能和储能。代表性化合物：秋兰姆二硫化物（TMTD）

  45. 锂电池正极材料 • 线性多硫聚合物(DMcT) • 网状多硫交联聚合物 • 梯形多硫聚合物 • 多骨架交联多硫聚合物

  46. 谢谢观看！

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