解放军文职招聘考试硫及其化合物

 硫及其化合物
一、硫的单质
1 、硫的同素异形体
单质硫有多种同素异形体，其中最常见的是斜方硫和单斜硫。
斜方硫亦称为菱形硫或α - 硫，单斜硫又叫β - 硫。斜方硫在 368.4K 以下稳定，单斜硫在 368.4K 以上稳定。 368.4K 是这两种变体的转变温度。
斜方硫是室温下唯一稳定的硫的存在形式，所有其它形式的硫在放置时都会转变成晶体的斜方硫。
斜方硫和单质硫都易溶于 CS ₂ 中，都是由 S ₈ 环状分子 ( 皇冠构型 ) 组成的，在这个环状分子中，每个 S 原子采取 sp ³ 杂化态，与另外两个硫原子形成共价单键相联结。在此构型中键长是 206pm ，内键角为 108 ° ，两个面之间的夹角为 98 ° 。
2 、物理性质
硫为黄色晶状固体，熔点为 385.8K （斜方硫）和 392K （单斜硫），沸点 717.6K ，密度为 ( 斜方硫 ) 和（单斜硫）。它的导热性和导电性都很差，性松脆，不溶于水，能溶于 CS ₂ 中。从 CS ₂ 中再结晶，可以得到纯度很高的晶状硫。
硫在熔化时， S ₈ 环状分子破裂并发生聚合作用，形成很长的硫链。此时液态硫的颜色变深，粘度增加。温度高于 563K 时，长硫链就会断裂成较小的短链分子，所以粘度下降。当温度达到 717.6K 时，硫开始沸腾，硫变成蒸气，蒸气中有 S ₈ 、 S ₆ 、 S ₄ 、 S ₂ 等分子存在。在 1473K 以上时，硫蒸气离解成 S 原子。
若把熔融的硫急速倾入冷水中，缠绕在一起的长链状的硫被固定下来，成为能拉伸的弹性硫。但放置后，弹性硫会逐渐转变成晶状硫。弹性硫与晶状硫不同之处在于：晶状硫能溶解在 CS 2 中，而弹性硫只能部分溶解。
3 、化学性质
硫能形成氧化态为 -2 、 +6 、 +4 、 +2 、 +1 的化合物， -2 价的硫具有较强的还原性， +6 价的硫只有氧化性， +4 价的硫既具有氧化性也有还原性。硫是一个很活泼的元素，表现在：
(1) 除金、铂外，硫几乎能与所有的金属直接加热化合，生成金属硫化物。
(2) 除稀有气体、碘、分子氮以外，硫与所有的非金属一般都能化合。
(3) 硫能溶解在苛性钠溶液中： 6S + 6NaOH == 2Na ₂ S ₂ + Na ₂ S ₂ O ₃ + 3H ₂ O
(4) 硫能被浓硝酸氧化成硫酸： S + 2HNO ₃ ( 浓 ) == H ₂ SO ₄ + 2NO
4 、制备方法
(1) 从黄铁矿提取硫：
               3FeS ₂ + 12C + 8O ₂ == Fe ₃ O ₄ + 12CO + 6S
(2) 弗拉施法提取硫：
用过热水蒸气加热含硫的矿石，使硫熔化，再利用热空气 (2~2.5MPa) 将液态硫压到地表，硫的纯度可达 99.5% 。
(3)H ₂ S 催化氧化是制备单质硫： 2H ₂ S + O ₂ —— 2S + 2H ₂ O
原料来源于天然气和各种工业气体中所含的 H ₂ S ，催化剂是多孔的氧化铝、三氧化二铁或活性炭。
(4) 以冶炼硫化物矿时所产生的 SO ₂ 为原料，也可以制得单质硫：
                    SO ₂ + 2H ₂ S == 3S + 2H ₂ O
将粗硫蒸馏，可以得到更纯净的硫。硫蒸气冷却后形成细微结晶的粉状硫，叫做升华硫。