二氧化硫为无色透明气体,有刺激性臭味。 溶于水、乙醇和乙醚。
液态二氧化硫比较稳定,不活泼。气态二氧化硫加热到2000摄氏度不分解。不燃烧,与空气也不组成爆炸性混合物。
无机化合物如溴、三氯化硼、二硫化碳、三氯化磷、磷酰氯、氯化碘以及各种亚硫酰氯化物都可以任何比例与液态二氧化硫混合。金属氧化物、硫化物、硫酸盐等多数不溶于液态二氧化硫。
不稳定性H2S=H2+S(加热,可逆)
酸性H2S水溶液叫氢硫酸,是一种二元弱酸。
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
还原性H2S中S是-2价,具有较强的还原性,很容易被SO2,Cl2,O2等氧化。
可燃性在空气中点燃生成二氧化硫和水:
2H2S
+
3O2
====
2SO2
+
2H2O
(火焰为蓝色)(条件是点燃).若空气不足或温度较低时则生成单质硫和水.
沉淀性硫化氢气体通常运用沉淀性被除去,一般的实验室中除去硫化氢气体,采用的方法是将硫化氢气体通入硫酸铜溶液中,形成不溶解于一般强酸(非氧化性酸)的硫化铜。
物理性质
密度和状态:2.551g/L,气体(标准状况下)
溶解度:9.4g/mL(25度)
熔点:-72.4度(200.75K)
沸点:-10度(263K)
化学性质
二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成
S(s) + O2(g) → SO2(g)
硫化氢可以燃烧生成二氧化硫
2H2S(g) + 3O2(g) → 2H2O(g) + 2SO2(g)
加热硫铁矿,闪锌矿,硫化汞,可以生成二氧化硫
4FeS2(s) + 11O2(g) → 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)
2ZnS(s) + 3O2(g) → 2ZnO(s) + 2SO2(g)
HgS(s) + O2(g) → Hg(g) + SO2(g)
一、从物质的类别初识二氧化硫
二氧化硫是一种酸性氧化物,站在这一制高点上,定点环顾,二氧化硫的化学性质似乎可以尽收眼底。
1、二氧化硫与碱反应 SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O ,SO2 + NaOH == NaHSO3; SO2 + Ca(OH)2 == CaSO3↓+ H2O ,SO2 +Ca(OH)2== Ca(HSO3)2 。因为二氧化硫对应的酸H2SO3是二元酸,所以二氧化硫与碱反应生成的盐可以是正盐,也可以是酸式盐,还可能是正盐和酸式盐的混合物。
2、二氧化硫能与水反应 SO2 + H2O H2SO3,该反应是一个可逆反应。
3、二氧化硫可以跟某些含氧酸盐反应 如2 SO2 + Na2CO3+ H2O == 2 NaHSO3+CO2↑。这一反应的原理实质上就是强电解质变弱电解质。
上述反应若在溶液中进行,你能写出相应的离子方程式吗?请聪明的你写完离子方程式后再跟老师一起移步换景吧。
二、从元素化合价的升降再识二氧化硫
作为氧族元素,硫原子的最外电子层上有6个电子。不言而喻,化合态的硫最高价为+6价,最低价为-2价。二氧化硫中硫为+4价,处于化合价可升可降的位置。所以,学习二氧化硫的化学性质,并不是站在酸性氧化物的制高点上就能够真的一目了然的。必须移步换景才能识得庐山真面目。
1、 二氧化硫的还原性
(1)二氧化硫气体通入氯水中,虽然无声却有颜色的变化,氯水会褪色:Cl2 +
SO2+ H2O= 2HCl + H2SO4。请问,将二氧化硫气体通入氯化钡溶液中会产生沉淀吗?若将氯气和二氧化硫气体同时通入氯化钡溶液中呢?
(2)将二氧化硫气体通入漂白粉溶液中 小心,发生的不是复分解反应而是氧化还原
反应:Ca(ClO)2 +2 SO2+2 H2O == CaSO4↓+H2SO4+2HCl。 看来,同是酸性氧化物,二氧化硫和二氧化碳大不相同。也不难理解,尽管次氯酸钙等次氯酸盐具有氧化性,但二氧化碳中的碳是碳元素的最高价态,并不具有还原性,所以二氧化碳气体与漂白粉溶液的反应就是另一个故事了。
(3)二氧化硫气体通过过氧化钠粉末:SO2+Na2O2 == Na2SO4 。教材上没有过氧化钠
单纯作为氧化剂的化学反应方程式,这个反应恰好补充了这个缺憾。
(4)将二氧化硫气体通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液中 请同学们先推测一下,硫酸是
否作为反应物参与反应?如果你的答案是否定的,那就对了。二氧化硫被氧化,硫的化合价升高到+6价。+6价硫的化合物常见的有三氧化硫、硫酸和硫酸盐。而三氧化硫是硫酸的酸酐,它和水一见如故,立即反应转化为硫酸。所以,在溶液中二氧化硫被氧化的产物不可能是三氧化硫,只能是硫酸、硫酸盐(硫酸根离子)之类。上述反应的化学方程式为:
5 SO2+2 KMnO4+2 H2O == K2SO4+ 2MnSO4 + 2H2SO4。
2、二氧化硫的氧化性。 这个话题很郁闷。因为二氧化硫的氧化性实在太弱了。很可怜,能够写出的反应式只有孤零零的一个:SO2+ 2 H2S == 3 S↓+ 2 H2O。
为弥补这个缺憾,我们来共同分析一道题目吧。往硫化钠溶液中通入足量的二氧化硫气体,要求推写出反应的化学方程式。
分析:二氧化硫对应的酸是亚硫酸,硫化钠是氢硫酸的盐。亚硫酸的酸性强于氢硫酸,由“强变弱”的反应原理,二氧化硫通入硫化钠溶液中,应该游离出更弱的酸氢硫酸。但是硫化氢具有还原性,二氧化硫的氧化性恰好能够氧化硫化氢(归中反应),故最终得到硫的沉淀。且因为二氧化硫过量,生成的盐为酸式盐亚硫酸氢钠。总的反应方程式为:
5 SO2+2Na2S+ 2 H2O == 3 S↓+ 4 NaHSO3。
定点环顾了,移步换景了,对二氧化硫的归纳总结并没有完,还有:
三、从物质的特殊性认识二氧化硫
众所周知,二氧化硫能够使品红溶液褪色,并且褪色后的溶液加热后又可恢复红色。这一点是二氧化硫的特殊性。氯水、过氧化钠的漂白作用是因其强氧化性所致,其变化是不可逆的。一般的酸性氧化物,如二氧化碳等,并不能使品红溶液褪色。若把二氧化硫气体通入到紫色石蕊试液或者甲基橙中,并不会使溶液褪色,而是出现酸使试液变色的现象。
二氧化硫氧化性为2H2S+SO2=3S(沉淀)+2H2O。
解析:
二氧化硫化学性质极其复杂,不同的温度可作为非质子溶剂、路易氏酸、还原剂、氧化剂、氧化还原试剂等各种作用。液态二氧化硫还可作自由基接受体。
如在偶氮二异丁腈自由基引发剂存在下与乙烯化合物反应得到聚砜。液态二氧化硫在光照下,可与氯和烷烃进行氯磺化反应,在氧存在下生成磺酸。液态二氧化硫在低温表现出还原作用,但在300℃以上表现出氧化作用。
二氧化硫化学性质:
在常温下,潮湿的二氧化硫与硫化氢反应析出硫。在高温及催化剂存在的条件下,可被氢还原成为硫化氢,被一氧化碳还原成硫。强氧化剂可将二氧化硫氧化成三氧化硫,仅在催化剂存在时,氧气才能使二氧化硫氧化为三氧化硫。
具有自燃性,无助燃性。液态二氧化硫能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有机酸、芳香烃等有机化合物,多数饱和烃不能溶解。有一定的水溶性,与水及水蒸气作用生成有毒及腐蚀性蒸气。
以下内容参考:-二氧化硫
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