常见的氧族元素的化合物--二氧化硫
二氧化硫
二氧化硫(化学式:SO₂)是最常见的硫氧化物。无色气体,有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO₂进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。
二氧化硫可以通过硫的燃烧取得:S+O2==点燃==SO2;也可以通过铜和浓硫酸反应制得:Cu+2H₂SO4(浓)—Δ→CuSO4+SO2↑+2H2O。实验室则用稀硫酸和亚硫酸钠制备:H₂SO4+Na₂SO3==Na2SO4+SO₂↑+H₂O.
SO2是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性。可以与水作用得到二氧化硫水溶液,即“亚硫酸”(中强酸),但溶液中不存在亚硫酸分子。SO2与碱反应形成亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。以与氢氧化钠的反应为例,产物是 Na2SO3还是 NaHSO3,取决于二者的用量关系。二氧化硫和碱性氧化物反应生成盐。
SO2有还原性,可以和氧化性物质如氯气反应:SO2+Cl2==SO2Cl2,在有水存在时,则:SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl;二氧化硫可以被氧气氧化生成三氧化硫。二氧化硫可以被硝酸、高锰酸钾、溴等氧化。
SO2也有氧化性,可以和还原性物质反应,如:2H2S+SO2==2H2O+3S.
SO2在水溶液中不稳定,隔绝空气加热可发生歧化反应:3SO2+2H2O==2H2SO4+S
SO2有漂白性,它的漂白作用是由于与某些有色物质生成不稳定的无色物质,但这种无色物质容易分解使物质恢复原来的颜色,但这只是暂时的,如被二氧化硫漂白的品红加热可以恢复颜色。工业上用二氧化硫漂白纸张,所以,纸张久置后,会逐渐变黄,这是因为失去了二氧化硫的缘故。SO2的漂白属于化学变化。
液态的SO2可以发生自偶电离:2SO2→SO(2+)+SO3(2-)。
SO2溶解度和温度的关系如下表:
22 g/100ml (0 °C) | 15 g/100ml (10 °C) |
11 g/100ml (20 °C) | 9.4 g/100 ml (25 °C) |
8 g/100ml (30 °C) | 6.5 g/100ml (40 °C) |
5 g/100ml (50 °C) | 4 g/100ml (60 °C) |
3.5 g/100ml (70 °C) | 3.4 g/100ml (80 °C) |
3.5 g/100ml (90 °C) | 3.7 g/100ml (100 °C) |