演讲人:
日期:
高中化学硫的知识
目录
CONTENTS
硫的基本性质
硫的存在与制备
硫的化合物及反应
硫的用途与环境保护
实验探究:硫及其化合物的性质
知识拓展:硫及含硫物质的趣味化学
01
硫的基本性质
硫的原子序数为16,位于元素周期表的第三周期,ⅥA族。
原子序数
硫原子的核外电子排布为2、8、6,即第一层2个电子,第二层8个电子,第三层6个电子。
原子结构
硫位于氧族元素区域,与氧、硒、碲等元素处于同一主族。
元素周期表位置
硫的原子结构和元素周期表位置
颜色与状态
硫单质通常为黄色固体,但不同同素异形体之间可能存在颜色差异。
密度与熔点
硫的密度较小,熔点较低,加热易熔化。
溶解性
硫难溶于水,但易溶于二硫化碳等有机溶剂。
导电性
硫单质在常温下导电性能较差,但加热后导电性增强。
硫的物理性质
化合价
硫的常见化合价为-2、+4和+6,其中+6价最为稳定。
硫的化学性质
01
氧化性
硫具有较强的氧化性,可与许多金属直接化合生成金属硫化物。
02
还原性
在一定条件下,硫也能表现出还原性,如与强氧化剂反应。
03
化学反应
硫在化学反应中常表现出活泼性,能与多种元素和化合物发生反应。
04
斜方硫
又称α-硫或稳定硫,是硫的一种常见同素异形体,为黄色晶体。
单斜硫
又称β-硫,是硫在特定条件下形成的另一种同素异形体,其稳定性较差。
弹性硫
又称γ-硫或无定形硫,具有弹性,常存在于天然橡胶等有机材料中。
其他同素异形体
除了上述三种常见的同素异形体外,硫还存在多种其他形态的同素异形体。
硫的同素异形体
02
硫的存在与制备
01
硫化物
硫在自然界中通常以硫化物的形式存在,如铁矿石、铜矿石和铅矿石等,这些矿石在冶炼过程中释放出硫。
硫在自然界中的存在形式
02
硫酸盐
硫也是硫酸盐的重要组成部分,如石膏(硫酸钙)和芒硝(硫酸钠)等。
03
单质硫
单质硫通常以黄色晶体形式存在,称为硫磺,它在火山、温泉和陨石中都有发现。
接触法制硫
在燃烧黄铁矿(主要成分为二硫化亚铁)时,通过控制氧气和温度,可以生成二氧化硫,再通过催化氧化得到三氧化硫,最后用浓硫酸吸收三氧化硫制得硫酸,这是工业上制备硫酸的主要方法。
硫的工业制备方法
硫铁矿的燃烧
在高温下,黄铁矿与氧气燃烧反应,生成二氧化硫,再经过催化氧化和吸收等工序制得硫酸。
天然气回收
在天然气中含有一定量的硫化氢,可以通过化学方法将其转化为硫单质,实现硫的回收。
燃烧法
在实验室中,可以通过燃烧含硫的有机物(如硫酸铵)来制备少量的硫单质。
亚硫酸盐氧化法
将亚硫酸盐(如亚硫酸钠)氧化为硫酸盐,再通过加热分解得到硫单质。
氢气还原法
在高温下,氢气可以还原含硫的化合物(如硫化氢)生成硫单质,这种方法常用于制备高纯度的硫。
硫的实验室制备方法
03
硫的化合物及反应
用途与危害
硫化物在工业上具有重要用途,如制备染料、橡胶等。然而,许多硫化物具有毒性,对人体和环境造成危害。
定义与形成
硫化物是由硫与电正性较强的金属或非金属形成的化合物,是氢硫酸的盐类。
物理性质
大多硫化物为固体,具有特征性的颜色,如硫化铜为黑色,硫化汞为红色等。
化学性质
硫化物通常难溶于水,但易溶于酸性溶液,并释放出有毒的硫化氢气体。此外,部分硫化物在加热时会发生歧化反应,生成金属单质和硫单质。
硫化物及其性质
定义与构成
硫酸盐是由硫酸根离子(SO42?)与金属阳离子或铵根离子结合形成的化合物。
硫酸盐及其性质
01
物理性质
硫酸盐多为白色固体,易溶于水,且溶解时放出大量的热。部分硫酸盐在溶液中呈酸性或碱性。
02
化学性质
硫酸盐具有广泛的热稳定性,不易分解。在酸性条件下,硫酸盐中的阳离子可被氢离子取代,生成相应的酸。
03
用途与实例
硫酸盐在工农业生产中具有广泛应用,如制备化肥、洗涤剂、炸药等。常见的硫酸盐有硫酸钙(石膏)、硫酸钡(重晶石)等。
04
硫的氧化物及其性质
主要氧化物:硫的氧化物主要包括二氧化硫和三氧化硫。二氧化硫是最常见的硫氧化物,具有无色、有刺激性气味的气体特征。
物理性质:二氧化硫易溶于水,溶解度随温度升高而减小。三氧化硫则呈白色固体状,熔点较高。
化学性质:二氧化硫具有还原性,能与多种氧化剂发生反应。它还是大气污染物之一,能与水反应生成亚硫酸,进而形成酸雨。三氧化硫则具有极强的氧化性,能与许多金属和非金属反应。
环境影响与治理:二氧化硫的排放是环境污染的重要来源之一,需通过脱硫技术进行处理。同时,二氧化硫也是酸雨的主要成分之一,对生态环境造成严重影响。
种类与结构
硫的含氧酸盐多为固体,其溶解度、熔沸点等物理性质因所含阳离子的不同而有所差异。
物理性质
化学性质
硫的含氧酸盐主要包括硫酸盐、亚硫酸盐等。这些盐类在溶液中呈现出不同的酸碱性。
硫的含氧酸盐在化工、医药、食品等