多联硫酸的化学方程式
注意,是“
联多
硫酸”,而不是“
多联
硫酸”,
连多硫酸的通式为:H
2
S
n
O
6,其中,自然数n为2
~
6,
连多硫酸的结构通式:
箭头代表硫原子向氧原子提供的d-pπ配键。箭头也可以写成双键。
连硫酸一般是指连二流酸(高中的时候)化学式H2S2O8,大学会涉及连多硫酸,通式为H2SxO8)x=2~5 注:其中2、x、8是下标,
连多硫酸钠都是强酸,它们的稀溶液在室温时稳定,加热或在浓溶液下分解。如:H2S2O6=(条件:加热)H2SO4+SO2↑
H2S5O6=(加热)H2SO4+SO2↑+3S↓
八氧化二硫的化合价结构式S2O8 2-。
正5价不常见,通常只在连多硫酸盐种出现。连多硫酸通式是H2SxO6,其中x为2至6,当x=2时硫就是正5价的。因为这8个氧原子,有2个是-1价的,有6个是-2价的。对于钠,在化合物中只能显出+1价;而对于氧元素,通常是-2价,当O形成过氧根离子时是-1价,当他和阳离子结合时显+2价。
化合价
也是元素在形成化合物时表现出的一种性质。元素在相互化合时,反应物原子的个数比并不是一定的,而是根据原子的最外层电子数决定的。比如,一个钠离子(化合价为+1,失去一个电子)一定是和一个氯离子(化合价为-1,得到一个电子)结合。
HO\
O=S=O
°°|
O=S
HO/
2.H2S2O4
HO\
O=S
°°|
O=S
HO/
3.H2S2O7
HO\
O=S=O
°°|
°°O
°°|
O=S=O
HO/
4.H2S2O3
HO\
O=S=S
HO/
5.H2SxO6(x=3~6)
HO\
O=S=O
°°|
°°S
°°|
O=S=O
HO/
6.H2SO5
HO\
O=S=O
°°|
°°O
HO/
7.H2S2O8
HO\
O=S=O
°°|
°°O
°°|
°°O
°°|
O=S=O
HO/
H2S2O3(硫代硫酸),H2SO2(次硫酸,H2SO3(亚硫酸),H2S2O4(连二亚硫酸),H2S2O5(一缩二亚硫酸),H2SxO6连多硫酸
1、敏感的金属材料;
2、足够大的拉伸应力;
3、特定的腐蚀介质。
应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。裂纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。
2、-2价的有H2S、Na2S以及其他硫化物,0价的硫是硫单质,+4价的SO2、H2SO3、Na2SO3,+6价的有SO3、H2SO4、Na2SO4。
一、无机酸:
1、含氧酸
正酸
碘酸:HIO3
碲酸:H6TeO6或Te(OH)6、H2TeO4
锇酸:H4OsO6或OsO4·2H2O或H2[OsO4(OH)2]
铼酸:HReO4
高纯度固态无机酸铬酸:H2CrO4
硅酸:H2SiO3或SiO2·H2O
钴酸:HCoO2
钒酸:H3VO4
磷酸:H3PO4
硫酸:H2SO4
氯酸:HClO3
锰酸:H2MnO4
钼酸:H2MoO4
镍酸:HNiO2
硼酸:H3BO3
铅酸:H2PbO3
砷酸:H3AsO4
钛酸:H4TiO4或TiO2·xH2O或Ti(OH)4
碳酸:H2CO3
锑酸:H[Sb(OH)6]
铁酸:H3FeO3(氢氧化铁)
钨酸:H2WO4
硝酸:HNO3
硒酸:H2SeO4
锡酸:H2SnO3
锌酸:H2[Zn(OH)4]
溴酸:HBrO3
氙酸:H2XeO4
铀酸:H2UO4
锗酸:H4GeO4
原酸
原硅酸:H4SiO4
原磷酸:H5PO5
原硫酸:H6SO6
原碳酸:H4CO4
偏酸
(偏)硅酸:H2SiO3或SiO2·H2O
偏硼酸:(HBO2)n
偏钛酸:H2TiO3
偏铁酸:HFeO2
偏磷酸:(HPO3)n
偏亚砷酸:HAsO2
偏亚磷酸:HPO2
偏铝酸:HAlO2即HAl(OH)4
偏钒酸:HVO3
偏高碘酸:HIO4
亚酸
亚碲酸:H2TeO3
亚硫酸:H2SO3
亚磷酸:H3PO3
亚氯酸:HClO2
亚铬酸:HCrO2
亚铅酸:H2PbO2
亚砷酸:H3AsO3
亚硝酸:HNO2
亚硒酸:H2SeO3
亚锡酸:H2SnO2
亚铁酸:H4Fe(OH)6
亚锑酸:H3SbO3
次酸
氟氧酸:HOF(F-1价)(次氟酸)
次碘酸:HIO或HOI
次氯酸:HClO或HOCl
次溴酸:HBrO或HOBr
次磷酸:H3PO2,一元酸
次硫酸:H2SO2
高酸
高铼酸:HReO4
高氯酸:HClO4
高锰酸:HMnO4
高铁酸:H2FeO4
高碘酸:H5IO6或HIO4·2H2O或I2O7·5H2O
高溴酸:HBrO4
高氙酸:H4XeO6
连酸
连多硫酸:H2SxO6,x=2~6
连二亚硫酸:H2S2O4
连四硫酸:H2S4O6
连二磷酸:H4P2O6
过(氧)酸
过一硫酸:H2SO5(卡罗酸)
过二硫酸:H2S2O8
过二碳酸:H2C2O6
过硼酸:HBO3或HBO2·H2O2
过碳酸:H2CO4或H2CO3·H2O2
同多酸
Mo
二钼酸:H2Mo2O7
三钼酸:H2Mo3O10
七钼酸:H6Mo7O24
八钼酸:H4Mo8O26
十二钼酸:H10Mo12O41
W
十二钨酸:H10W12O41
V
二钒酸:H4V2O7
三钒酸:H3V3O9
四钒酸:H6V4O13
五钒酸:H7V5O16
十钒酸:H6V10O28
Cr
重铬酸:H2Cr2O7
三铬酸:H2Cr3O10
四铬酸:H2Cr4O13
B
四硼酸:H2B4O7(焦硼酸)
Si
二偏硅酸: H2Si2O5或2SiO2·H2O
三硅酸:H4Si3O8
焦硅酸:H6Si2O7或2SiO2·3H2O
P
焦磷酸:H4P2O7
三磷酸:H5P3O10
焦亚磷酸:H4P2O5
S
焦硫酸:H2S2O7
焦亚硫酸:H2S2O5
As
焦砷酸:H4As2O7
焦亚砷酸:H4As2O5
I
焦高碘酸:H4I2O9
杂多酸
磷钼酸:P2O5·24MoO3·3H2O
磷钨酸:H3PO40W12·xH2O
十二钼硅酸:H4SiMo12O40
十二钨硼酸:H5BW12O40
代酸
过硫代碳酸:H2CS4
硫代硫酸:H2S2O3
硫代碳酸:H2CS3
取代酸
氯磺酸:HSO3Cl
氟磺酸:HSO3F
单氟磷酸:H2PO3F
2、无氧酸
氢碘酸:HI
氢叠氮酸:HN3
氢碲酸:H2Te
氢氟酸:HF
氢硒酸:H2Se
氢硫酸:H2S
氢氯酸:HCl
氢氰酸:HCN
氢溴酸:HBr
硫氰酸:HSCN
硒氰酸:HSeCN
氰酸:HCNO或HOCN(可视为氧氰(OCN)2对应的酸)
异氰酸:HNCO
雷酸:HONC
3、络合酸
二氯合铜(Ⅰ)酸:H[CuCl2]
四羟基合铝(Ⅲ)酸:HAl(OH)4
四羟基合铜(Ⅱ)酸:H2Cu(OH)4
六羟基合铁(Ⅲ)酸:H3[Fe(OH)6]
氟硼酸:HBF4
氟硅酸:H2SiF6
氟钛酸:H2TiF6
氟锑酸:HSbF6
氟磷酸:HPF6
氟铂酸:HPtF6
氟铅酸:H2PbF6
氯金酸:HAuCl4
氯铂酸:H2PtCl6
氯亚铂酸:H2PtCl4
氯铅酸:H2PbCl6
4、过氧化氢等不含其它原子的酸
过氧酸:H2O2(过氧化氢)
超氧酸:HO2
臭氧酸:HO3
过氧水:H2O5
5、混酸及超酸
王水:浓HNO3与浓HCl以1∶3的体积比混合
氟锑磺酸:SbF6SO3H或SbF5·HSO3F(俗称魔酸)
碳硼烷酸:H[CHB11Cl11
二、有机酸:
甲酸HCOOH
乙酸CH3-COOH
苯甲酸C6H5-COOH
乙二酸HOOC-COOH
丁二酸HOOC-CH2-CH2-COOH
有机酸种类太多,多分子的羧酸、长链的高级脂肪酸等等有很多种类,不一一列举了。
主要特征
纯的硫呈浅黄色,质地柔软,轻。与氢结成有毒化合物硫化氢后有一股臭味(臭鸡蛋味)。硫燃烧时的火焰是蓝色的,并散发出一种特别的硫黄味(二氧化硫的气味)。硫不溶于水但溶于二硫化碳。硫最常见的化学价是-2、+2、+4和+6。在所有的物态中(固态、液态和气态),硫都有不同的同素异形体,这些同素异形体的相互关系还没有被完全理解。晶体的硫可以组成一个由八个原子组成的环:S8。
硫有两种晶体形式:斜方晶八面体和单斜棱晶体,前者在室温下比较稳定。
用途
硫在工业中很重要,比如作为电池中或溶液中的硫酸。硫被用来制造火药。在橡胶工业中做硫化剂。硫还被用来杀真菌,用做化肥。硫化物在造纸业中用来漂白。硫酸盐在烟火中也有用途。硫代硫酸钠和硫代硫酸氨在照相中做定影剂。硫酸镁可用做润滑剂,被加在肥皂中和轻柔磨砂膏中,也可以用做肥料。
生理作用
半胱氨酸、蛋氨酸、同型半胱氨酸和牛磺酸等氨基酸和一些常见的酶含硫,因此硫是所有细胞中必不可少的一种元素。在蛋白质中,多肽之间的二硫键是蛋白质构造中的重要组成部分。有些细菌在一些类似光合作用的过程中使用硫化氢作为电子提供物(一般植物使用水来做这个作用)。植物以硫酸盐的形式吸收硫。无机的硫是铁硫蛋白的一个组成部分。在细胞色素氧化酶中,硫是一个关键的组成部分。
工业和发电厂燃烧煤释放出来的大量二氧化硫在空气中与水和氧结合形成硫酸,它造成酸雨降低水和土壤的PH值,对许多地区的自然环境造成巨大破坏。
历史
在古代人类就已经认识硫了。中国人发明的火药是硫酸钾、磷酸钾、碳和硫的混合物。1770年代安托万·拉瓦锡证明硫是一种元素。
来源
在自然界中硫主要以硫化物(如黄铁矿)和硫酸盐(如石膏)的形式出现,在热泉和火山地区也有纯的硫存在。除此以外一些矿物如辰砂、方铅矿、闪锌矿和辉锑矿等也都是硫化物的矿物。煤和石油中也含少量硫,这是为什么在燃煤和石油时有二氧化硫被释放出来(酸雨)。今天许多国家要求燃烧煤和石油时被释放的二氧化硫要被滤掉。这些被过滤的硫是今天工业中使用的硫的一个重要来源。另一个重要来源是硫矿。
在工业中,最重要的硫的化合物是硫酸。硫酸是所有工业过程中必不可少的一个原材料,因此硫酸的消耗量被看做是一个国家工业化程度的一个指标。在美国硫酸是所有生产得最多的化合物。
木卫一表面的黄色主要是它的火山释放的硫造成的。月球上阿利斯塔克环形山中比较暗的地区可能是硫形成的。在许多陨石中有硫。
化合物
许多有机物难闻的味道来自于它们所含有硫化氢之类的化合物。这些化合物有一股特别的臭鸡蛋味道。硫化氢的溶液是酸性的,与金属反应形成金属的硫化物。铁的硫化物在大自然中很常见,被称为黄铁矿。有趣的是黄铁矿有半导体的特性。方铅矿是硫化铅,也是第一种被发现的半导体。
聚合的氮化硫有金属特性,尽管它不含任何金属,这个复合物还显示特别的电学和光学特性。让熔化的硫速凝可以获得无晶态的硫,伦琴衍射显示其中含有由八个硫原子组成的环。这种硫在室温下不十分稳定,它渐渐恢复为晶体状态。
其它重要的硫的化合物有:
连二亚硫酸钠:Na2S2O4,是一种强有力的还原剂
亚硫酸:H2SO3,是二氧化硫在水中的溶液。亚硫酸和亚硫酸盐是有力的还原剂。二氧化硫的其它产物包括焦亚硫酸离子(S2O52-)
硫代硫酸物:S2O32-,是氧化物。硫代硫酸氨有可能可以代替氰化物来洗金
连二硫酸:H2S2O6,及其盐
连多硫酸:H2SnO6,n可以从3一直到80
硫酸盐:是硫酸的盐
硫化物:是硫与其它元素的化合物
过氧甲酸是三氧化硫与浓的过氧化氢的反应物
硫氰酸盐是硫氰离子(SCN-)的化合物
硫氰碳化合物:(SCN)2
二硫化碳
同素异形体
斜方硫(菱形硫): Dolomite Rhombic sulfur
化学式:S8
是硫由二氧化碳结晶而得之紧密的黄色晶体,融点112.8度。
单斜硫:Monoclinic sulphur
化学式:S8
融化硫於部份凝固后,倒出多余液体,剩下无数之针形晶体即为单斜硫,融点119.2度
弹性硫: Plastic sulphur
化学式:S8
为沸腾之硫注入冷水所得之软黏体,有弹性
同位素
硫有18种同位素,其中四种是稳定的:S-32(95.02%)、S-33(0.75%)、S-34(4.21%)和S-36(0.02%),除35S外,其它放射性同位素的半衰期都很短。硫-35由宇宙射线射击空气中的氩-40而导致,其半衰期为87天。
硫化物沉淀时根据温度的不同S-34的含量少许不同。假如在一个矿物中硫化物和碳酸盐同时存在的话,那么根据碳-13和硫-34的含量可以推算出矿物形成时矿水的pH值和氧的逸度。
在森林生态系统中,硫酸盐主要来自空气,少量来自矿物的风化。其中硫的同位素的不同含量可用来确定它们的来历。
注意
在接触二硫化碳、硫化氢和二氧化硫时要非常小心。
二氧化硫可以在肺中与水结合成亚硫酸,亚硫酸可以导致肺出血和窒息。
硫化氢毒性非常高,甚至高于氰化物。虽然硫化氢的味道一开始非常强烈,但人的嗅觉很快就被它压抑了。因此受害人有可能未察觉它的存在。