硫的元素符號(hào)是S,原子量是32,硫的物理性質(zhì)硫通常稱做硫黃,是一種淡黃色的晶體,在實(shí)驗(yàn)室里,平常我們可以見(jiàn)到兩種不同形狀的硫:一種是黃色粉末狀的,稱做“硫華;另一種是淡黃色棒狀的,稱做“硫棒”,很脆,容易把它敲成碎塊,或者研成粉末.硫具有八面體形的結(jié)晶,它的外形好象是由兩個(gè)四面棱錐體的底面合在一起而形成的(圖21)。
把硫粉溶解在二硫化碳(CS2)液體里,再把少許這種硫的二硫化碳溶液倒在玻璃上或蒸發(fā)皿里,讓溶劑二硫化碳緩慢地蒸發(fā)干,就可看看到到有許多細(xì)小的硫的結(jié)品留存在玻璃上或蒸發(fā)皿里.用一個(gè)一般的放大就能很清楚地看到硫的八面體的晶形.如果沒(méi)有放大鏡,也可可以用一個(gè)盛水的圓底燒瓶來(lái)觀察這些結(jié)晶(圖2·2),它具有同放大鏡相同的效能。
硫在加熱時(shí)會(huì)發(fā)生一系列有趣的變化:在試管里加進(jìn)硫粉約半管,加熱到113°C左右,硫就熔化成容易流動(dòng)的深黃色的液體.繼續(xù)加熱,嫆化的硫就逐漸變得粘稠起來(lái),顫色也開(kāi)始變成暗棕色.當(dāng)加熱到200~250°C時(shí),熔硫的粘性最大,即使把試管倒轉(zhuǎn)豎直,也不會(huì)流出來(lái),但當(dāng)繼續(xù)加熱時(shí),熔硫又開(kāi)始從粘稠轉(zhuǎn)成稀薄,到300C時(shí),重又恢復(fù)成容易流動(dòng)的液體.溫度升高至444.6"C,熔硫開(kāi)始沸騰而產(chǎn)生橙黃色的
蒸氣,這種蒸氣遇冷能不經(jīng)液態(tài)而直接凝成硫的很小的晶形粉末,凝聚在試管上部的內(nèi)壁上,就是硫華.
硫的比重是2.07克/厘米3,約是相同體積的水重量的兩倍.它不溶于水,但容易溶解在二硫化碳里硫的化學(xué)性質(zhì)硫的化學(xué)性質(zhì)在許多方面和氧相似,只是不如氧活潑.硫也很容易跟氫氣、幾乎所有的金屬(金和鉑除外)以及某些非金屬直接化合,但化合時(shí)反應(yīng)常不如氧那樣
劇烈.例如硫的蒸氣在高溫時(shí)能跟氫氣直接化合生成硫化氫(H2S)氣體:
S+h2=加熱=H2S
(硫蒸氣)
但這個(gè)反應(yīng)不象氧氣眼氣化合時(shí)那樣會(huì)產(chǎn)中,反出的熱量也運(yùn)比氫、氧化合時(shí)為少(生成1克分子硫化氫這個(gè)反及出4.8千卡的熱量,但氧氫生成1克分子水菌氣時(shí),要數(shù)出57,8千卡的量)。
在燒瓶或試管加人硫粉,加熱到硫沸騰,然后通人氫氣(看圖),在成試的導(dǎo)管口處能可P化氧所特有的味(和腐敗雞蛋發(fā)出的臭味相似,如果用一張蘸過(guò)鉛鹽(如硝酸鉛)溶液的紙放在導(dǎo)管口,紙立刻變黑(因?yàn)樯闪撕谏牡牧蚧U的緣故)。
硫跟金屬直接化合后生成金屬的硫化1物(相當(dāng)于金屬跟氧化合成后生成的金屬氧化物)。分別生成硫化銀和硫化汞反應(yīng)的化學(xué)方程式:
2ag+S=Ag2S
硫化銀
Hg+S=Hgs
硫化汞
用濕布蘸一些硫粉摩擦銀器,不久,銀器表面就的薄有黑色的硫化銀層生成,把潮濕的硫粉和汞一同放在研缽里研磨,不久,就變成黑成硫化汞粉末。
銅、鐵、鋁、鋅等金屬,在加熱條件下,也都能跟硫直接化合,生成相應(yīng)的硫化物:
2Cu+S=加熱=Cu2S
硫化亞銅
Fe +s=加熱=Fes
硫化亞鐵
2A1+3S=加熱=Al2S3
硫化鋁
Zn+S=加熱=zNs
硫化鋅
把硫粉和純凈鐵粉混和后堆在石棉布上,另用玻棒一根,先把它的一端在酒精燈上燒至紅熱,然后迅速插入混和粉堆的中心,在和玻格接觸處混和物首先發(fā)生反應(yīng),并迅速擴(kuò)展到整個(gè)粉堆,發(fā)火燃燒.混和物在反應(yīng)后變成塊狀的黑褐色的硫化亞鐵。
硫也能跟某些非金屬象碳、磷、氯等直接化合.例如,硫跟碳在高溫時(shí)能夠直接化合生成二硫化碳(這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于氧跟碳化合生成二氧化碳):
2S+c=高溫=CS2
此外,硫還能跟氧相互化合.在講氧氣化學(xué)性質(zhì),已經(jīng)講過(guò)硫在空氣或純氧里都能燃燒,生成一種無(wú)色的、有刺激性的氣體,叫做二氧化硫
硫在空氣或純氧里燃燒時(shí),除生成二氧化硫氣體外,同時(shí)還有極少量的三氧化硫生成.硫跟氧反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
S+02=SO2
二氧化硫
2S+302=2SO3
三氧化硫
從這兩種硫的氧化物的分子式可以看出:在二氧化硫的分子里硫是4價(jià);在三氧化硫的分子里硫是6價(jià)這是硫在一切化合物里的最高化合價(jià)。
在自然界的存在硫和氧一樣,在自然界里有以海離態(tài)存在(稱做天然硫)的,也有以化合狀態(tài)存在的天然硫存在于火山附近及地球上其他各處,我國(guó)也有不少地方有天然硫的礦天然大部認(rèn)在巖石里,理在地下深處,開(kāi)采硫礦,現(xiàn)在都用一種由三個(gè)組細(xì)不同的同心管組成的特種套管,從地面直通至硫的礦層.在外和1中管之間的網(wǎng)里通入過(guò)熱達(dá)160C的3→水①,當(dāng)它進(jìn)到硫?qū)訒r(shí),就把硫熔化(硫的溶點(diǎn)約118C),熔的破集在外管的下.再由內(nèi)管通入壓縮的熱空氣,使熔題的硫成為泡狀物質(zhì),經(jīng)由內(nèi)管和中言之間的道路出地面(圖2-4),流至特設(shè)的容器內(nèi),逐漸凝固。
自然界里化合態(tài)的硫主要存在于各種含硫的礦物中,其中最重要的是金屬的硫化物礦,例如:黃鐵礦(FeS2)、黃銅礦(C2uS.Fe2S3)、方鉛礦(PBS)、辰砂(HgS)等,此外,
還存在于各種硫酸鹽的礦物中,例如:石膏(CaSO4:2H2O)、重晶石(Baso4)等。
我國(guó)硫化物礦的產(chǎn)地很廣,產(chǎn)量也很豐富,一般生產(chǎn)的硫,主要是由黃鐵礦制得的。
從黃鐵礦制硫的方法是:先把礦石搗碎(黃鐵礦很脆,容易搗碎),放進(jìn)爐子里加熱,并通入有有限量的空氣,爐子里一部分礦石燃燒時(shí)放出的熱,使其余的礦石分解,發(fā)生如下的反應(yīng):
Fes2=加熱=FeS+S
這個(gè)反應(yīng)里產(chǎn)生的硫蒸氣,經(jīng)冷卻后,就可制得硫華或硫塊。
硫的化合物還常存在于火山噴發(fā)出的氣體中,也含于某些礦泉中,另外,硫是組成某些蛋白質(zhì)分子的成分之一,因此,它是動(dòng)植物生活的必需的元素.在土壤里,通常都含有硫的化合物供植物攝取硫的用途游離態(tài)的硫有著十分廣泛的用途.硫華可以用來(lái)?yè)錅甾r(nóng)業(yè)害蟲(chóng),特別是用于葡萄園和棉田中.例如把硫粉撒在植物上來(lái)滅絕葡蚜(葡萄園的害蟲(chóng))以及各種霉菌等.用硫華、生石灰和水熬煮而成的石灰硫黃合劑①,可以用來(lái)防止棉花的害蟲(chóng)紅蜘蛛和棉花的葉斑病等.,在橡膠工業(yè)中,大量的硫用于橡膠的“硫化”②,天然的或人造的橡膠經(jīng)硫化后,質(zhì)量就大為提高.另外,硫還可以用來(lái)制造黑火藥、火柴、二硫化碳以及其他許多重要產(chǎn)品.硫也可以用來(lái)制造硫酸.在醫(yī)藥上,硫主要用來(lái)做殺滅疥蟲(chóng)的軟膏(稱做“硫黃軟膏”)。