认识硫化氢及其氧化产物
认识氢化物
H2S是硫的氢化物,是由H和S两种元素组成的共价化合物,其水溶液为氢硫酸,在溶液中能部分电离出H+和S2-离子,因此,它具有多方面的性质,为了帮助同学们充分地认识这些性质。进而全面地掌握H2S的知识,今归纳例析如下:
一、酸性
这是H+表现出来的性质,H2S的水溶液为二元弱酸,在水中能发出如下电离:
H2S=(可逆)H++HS-
HS-=(可逆)H++S2-
因而显示出弱酸性,能与某些碱性的物质发生反应。如:
NaOH+H2S=NaHS+H2O
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
二、氧化性
这也是H+表现出来的性质,但通常将其归纳为酸性之中,如氢硫酸与活泼金属的反应,Mg+H2S=MgS+H2↑
三、还原性
这是S2-表现出的性质,也是H2S最主要的化学性质。由于S2-处于硫元素的最低价态,且其离子半径较大,核对最外层电子的吸引力相对地减弱,因而容易失去电子,显示出强的还原性,能与许多氧化剂发生反应。
1.使有色氧化剂褪色,如H2S与KMnO4氯水、溴水等的反应。
KMnO4+5H2S+3H2SO4(稀)=K2SO4+2MnSO4+5S+8H2O
Cl2+H2S=S+2HCl
Br2+H2S=S+2HBr
2FeCl3+H2S=S+2FeCl2+2HCl
2.与强氧化性酸反应,如:
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO+4H2O
H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2+2H2O
3.与其它强氧化剂反应,如:
Ca(ClO)2+2H2S=2S+CaCl2+2H2O
四、水解性
这也是S2-的性质。H2S与碱等反应生成的硫化物中,S2-容易与水电离出的H+结合形成弱电解质,从而打破了水的电离平衡,显出水解性。
1.使指示剂变色,由于S2-水解呈碱性,因而能使指示剂变色。如使酚酞变红。
S2-+H2O=(可逆)HS-+OH-
HS-+ H2O=(可逆)H2S+ OH-
2.与AlCl3等盐发生双水解反应。
2Al3++3S2-+6H2O=2Al(OH)3↓
+2H2S↑
五、沉淀性
H2S中的S2-能与许多金属阳离子结合生成有色的沉淀。如:
1.与CuSO4、Pb(NO3)2等反应生成黑色沉淀
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4
Pb(NO3)2+H2S=PbS↓+2HNO3
2. S2-与ZnCl2反应生成白色沉淀
Zn2-+S2-=ZnS↓
3. S2-与Mn2+反应生成肉色沉淀
Mn2++S2-=MnS↓
六、不稳定性
H2S不稳定,加热至300℃时就会分解,其反应为:
H2S=(可逆)H2+S
因而生成H2S的反应是可逆的。
七、可燃性
H2S是可燃的气体,在空气中能与氧气反应而发生燃烧。
1.当空气充足时,H2S完全燃烧并发出淡蓝色的火焰,生成SO2。
2H2S+3O2=(点燃)2H2O+SO2
2.当空气不足时,H2S不完全燃烧生成淡黄色的单质硫。
2H2S+3O2=(点燃)2H2O+S
八、毒性
H2S是一种无色而有臭鸡蛋气味的剧毒气体,吸入少量H2S就会使人到头痛、头晕和恶心;长时间大量吸入含H2S的空气,会使人昏迷甚至死亡,所以,制取或使用硫化氢时,必须在密闭系统或通风橱中进行,以避免H2S对大气的污染和对人的毒害。
硫化氢的氧化产物
硫化氢具有很强的还原性,容易被多种氧化剂所氧化。由于硫的价态可以由-2价变为0价、+4价、+6价,因此,硫化氢可能会因条件的不同而有多种氧化产物。为了帮助认识硫化氢的这一性质,今举例说明如下:
1.氧化剂的强弱不同,产物不同。
⑴ 强氧化剂将H2S中-2价的硫氧化为+6价的硫。如:
H2S+3HNO3(浓)=H2SO4+8NO2↑
+4H2O
⑵ 弱氧化剂将H2S中-2价的硫氧化为0价的硫。
2H2S+SO2=3S+2H2O
H2S+I2=S↓+2HI
H2S+2FeCl3=S↓+2FeCl2+2HCl
2.氧化剂的用量不同,产物不同。
⑴ 适量的氧化剂通常将H2S中的-2价的S氧化成0价的S。如:
2H2S+O2=(不完全燃烧)2S↓+2H2O
⑵ 过量的氧化剂则将H2S中-2价的S氧化成+4价或+6价的S。如:
2H2S+3O2=(完全燃烧)2SO2+2H2O
H2S+4H2O+4Cl2=H2SO4+8HCl
3.氧化剂的浓度不同,产物不同。
⑴ 氧化剂的浓度较大时,可将H2S中的-2价的S氧化成+6价的S。如:
H2S+4H2O+4Cl2(浓氯水)=H2SO4
+8HCl
H2S+8HNO3(浓)=8NO2↑+4H2O
+H2SO4
⑵ 氧化剂的浓度不大时,则将H2S中的-2价的S氧化成0价的S。如:
H2S+Cl2(稀氯水)=S↓+2HCl
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O
4.反应时的温度不同,氧化产物不同。
⑴ 常温下,H2S中-2价的S被氧化成0价的S。如:
H2S+H2SO4(浓)=SO2↑+S↓+2H2O
⑵ 加热时,H2S中-2价的S被氧化成+4价的S。如:
H2S+3H2SO4(浓)=(△)4SO2↑+4H2O
由上述例子可见,硫化氢的氧化产物是很多的,它随氧化剂的强弱,氧化剂的用量、浓度,以及反应时的温度等的不同而异。因此,我们在讨论H2S的氧化产物时,尤其要重视发生反应的条件,根据实验事实判断,千万不能凭想象主观臆断。
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