实验九　硫及其化合物

【实验目的】

（1）了解单质硫的化学性质。

（2）掌握硫的氧化物、过硫酸盐的性质。

（3）掌握硫化氢、硫代硫酸盐的性质。

（4）学会分离鉴定S2-，的方法。

【实验原理】

硫（Sulfur）是一种非金属化学元素，属周期系ⅥA族，在元素周期表中位于第三周期。

硫在自然界中的常见化合价有-2、+2、0、+4、+6价。-2价的有H2S、Na2S以及其它硫化物，0价的硫是硫单质，+4价的SO2、H2SO3、亚硫酸盐（Na2SO3等），+6价的有SO3、H2SO4、硫酸盐（Na2SO4等）。

H2S是有毒气体，能溶于水，其水溶液呈弱酸性。H2S是强还原剂。S2-可与金属离子生成金属硫化物沉淀，如PbS（黑色）。同时，金属硫化物无论易溶还是微溶，均能发生水解。

二氧化硫（SO2）是一种常见的酸性氧化物，也是造成硫酸性酸雨的“罪魁祸首”。凡涉及硫化氢参与的反应都应在通风橱内进行。二氧化硫能与一些有机色素结合生成无色的化合物，因为这些无色化合物容易分解，因此，漂白有暂时性。二氧化硫有还原性，可被大部分氧化剂（包括氧气）氧化：

2KMnO4+5SO2+2H2O2H2SO4+K2SO4+2MnSO4　　（1）

SO2+H2O+O2H2SO4　　（2）

【实验仪器与试剂】

仪器：蒸馏烧瓶，分液漏斗，蒸发皿，坩埚，电子分析天平，试管，烧杯，吸量管。

试剂：硫黄粉，锌粉，汞，活性炭，品红溶液，H2S（饱和水溶液），氯水，碘水。Na2SO3（s），K2S2O8（s），K2S2O3，CdCO3（s），MnSO4（0.002mol·L-1），KMnO4（0.01mol·L-1），H2SO4（浓，1mol·L-1），SO2，浓硝酸，HCl（2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），KI（0.1mol·L-1），Na2S2O3溶液，K2Cr2O7（0.1mol·L-1）。

待鉴别溶液：Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3、K2S2O3（均为0.1mol·L-1）。

【实验步骤】

1.单质硫的性质

（1）硫的熔化和弹性硫的生成　约3g硫粉加入试管中缓慢加热，观察硫黄色态的变化。待硫粉熔化至沸后迅速倾入一盛有冷水的烧杯中，观察色态变化并试验其弹性。弹性硫放置一段时间后又有什么变化？试给予解释。

（2）硫的化学性质。

①硫与汞的反应：在一瓷坩埚中加入一小滴汞，然后加入少量硫粉，用玻璃棒搅动使之混合。观察现象，产物最后集中回收。

②硫与浓硝酸的反应（在通风橱内进行）：少量硫粉在试管内与浓硝酸加热反应数分钟，观察现象。自行设计方案验证反应产物。

③硫的氧化性质：在蒸发皿内混合好约1g锌粉及2g硫粉，用烧红了的玻璃棒接触混合物，观察现象，设计方案验证反应产物，写出反应方程式列于表2-7。

注：以下实验内容参考表2-7，自行设计表格，书写反应方程式和实验现象。

2.硫的氧化物——二氧化硫

（1）二氧化硫的制备（在通风橱内进行）蒸馏瓶内放入5gNa2SO3固体，分液漏斗内装浓硫酸。缓慢向蒸馏瓶滴加浓H2SO4，观察现象，写出反应式。

（2）二氧化硫的性质。

①还原性：取1mL0.01mol·L-1KMnO4溶液，用1mol·L-1H2SO4酸化后通入SO2气体。观察现象，写出反应式。

②氧化性：向饱和硫化氢水溶液中通入SO2气体，观察现象，写出反应式。

③漂白作用：品红溶液中通入SO2气体，观察现象。

（3）的检出　由于含的溶液中往往还含有少量，会干扰的检出，因此需将预先除去。请自行设计分离步骤并验证某试样中含有，写出分离过程示意图及有关反应方程式。

3.硫代硫酸盐的制备与性质

（1）制备　烧杯中加入约8gNa2SO3（s），3g已研细了的硫黄粉及50mL水。在不断搅拌下煮沸5min。待反应完毕后加入少量活性炭粉作脱色剂。过滤并弃去残渣，滤液转移至蒸发皿中水浴加热浓缩至液体表面出现结晶为止。自然冷却，晶体析出后抽滤。写出反应式。产物留作下面实验用。

（2）性质　取少量自制的Na2S2O3·5H2O晶体溶于约5mL水中，进行以下实验。

①向溶液中滴加2mol·L-1HCl溶液，观察现象，写出反应式。该现象说明Na2S2O3什么性质？

②溶液中滴加碘水，观察现象，写出反应式。该实验说明Na2S2O3什么性质？

③溶液中滴加氯水，设法证实反应后溶液中有存在。写出反应式。

④向溶液中加4滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，再向溶液中滴加Na2S2O3溶液，仔细观察反应现象，写出反应式。该实验说明Na2S2O3什么性质？

4.过二硫酸钾的氧化性

①往有2滴0.002mol·L-1MnSO4溶液的试管中加入约5mL1mol·L-1H2SO4，加入2滴AgNO3溶液，再加入少量K2S2O3固体，水浴加热，溶液的颜色有什么变化？

另取一支试管，不加入AgNO3溶液，进行同样实验。

比较上述两个实验的现象有什么不同，为什么？写出反应式。

②取少量0.1mol·L-1KI溶液用硫酸酸化后再加入少量K2S2O3固体。观察现象，写出反应式。

5.硫化氢的还原性

①取几滴0.01mol·L-1KMnO4溶液用硫酸酸化后通入硫化氢气体，观察现象，写出反应式。

②取几滴0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液用硫酸酸化后通入硫化氢气体，观察现象，写出反应式。

6.小设计

（1）含S2-，混合液的分离检出。

要求：

①自行配制含S2-，的混合溶液。

②从本书附录中查出以下数据，自行设计分离步骤，分别检出S2-，。

Ksp：CdS，CaCO3，SrCO3，SrSO4，BaSO4，BaS2O3，SrSO3，BaSO3。

：H2SO4/H2SO3，H2SO3/S，S/H2S，H2O2/H2O，Br2/Br-。

：，/S，S/S2-。

提示：

①由于S2-干扰检出，因此可用CdCO3首先把它从溶液中分离出去。

②由于在含的溶液中往往含有，故的检出必须考虑分离除去的干扰。

③SrS2O3可溶于水。

（2）现有五种已失落标签的试剂，分别是Na2S，Na2SO3，Na2S2O3，Na2SO4，K2S2O3，试设法用实验方法加以鉴别。

【思考题】

（1）长期放置的H2S、Na2S和Na2SO3溶液会发生什么变化，为什么？

（2）如何鉴别盐酸、二氧化硫和硫化氢三种气体？

（3）如何证实亚硫酸盐中存在？为什么亚硫酸盐中常常有硫酸盐，而硫酸盐中却很少有亚硫酸盐？怎样检验盐中的？

（4）比较与的氧化性的强弱，与I-还原性的强弱。为什么K2S2O3与Mn2+的反应要在酸性介质中进行？Na2S2O3与I2的反应能否在酸性介质中进行？为什么？

【注意事项】

二氧化硫、硫化氢是有毒气体，对人体及环境带来毒害与污染。凡涉及二氧化硫及硫化氢参与的反应都应在通风橱内进行。