《二氧化硫的结构与性质.docVIP

二氧化硫的结构与性质 一、结构 SO2是有同族元素间组成的共价化合物，属酸性氧化物。与NO2和CO2气态非金属氧化物相比较知其中心元素的化合价都是+4价，其结构对比如下： SO2 NO2 CO2 分子构型 键角119.5°，角型分子 键角134°，角型分子 键角1180°，直线型分子 分子极性 极性分子 极性分子 非极性分子 8e－结构 不是 不是 是 水溶液 非电解质、导电 非电解质、导电 非电解质、导电 酸性氧化物 是 不是 是 1.SO2是V字型的极性分子，结构中“硫元素的价态 + 价电子数≠8”，因而硫原子不满足8e－结构，表现出更高的反应活性。 2. SO2的水溶液能导电，是因为SO2溶于水后和水发生了化学反应生成H2SO3，H2SO3在溶液中部分电离成H+、HSO3－和SO32－，所以溶液能导电，由于在溶液中电离的是H2SO3而不是SO2，因此H2SO3是弱电解质，而SO2属于非电解质。 二、酸性氧化物 在显+4价的酸性氧化物中，SiO2是固体，SO2和CO2是两种重要的酸性氧化物，有很多相似点和不同点。 1.常温常压下都是无色气体，密度都大于空气，能溶于水。 2.CO2没有气味，SO2有刺激性气味；CO2无毒，SO2有毒；CO2在水中的溶解性大于SO2；SO2易液化。 3.两者都能与水反应，生成不稳定的且只存在于溶液中的弱酸H2CO3和H2SO3，在实验室中可以用强酸制弱酸的原理来制取。由于H2SO3的酸性比H2CO3强，故可用饱和的NaHCO3溶液除去CO2中混有的SO2气体。 4.都能与碱反应，用量不同，可以生成两种盐，如向澄清的石灰水中通入CO2、SO2都能使石灰水变浑浊，当CO2、SO2过量时，又变澄清，所以在检验CO2时要排除SO2的干扰。 5.和盐反应，需注意弱酸不能制强酸的原则。如将SO2、CO2通入BaCl2、Ba(NO3)2溶液中时，CO2均不能反应生成沉淀。SO2和BaCl2不反应，此点与CO2相同，但能和Ba(NO3)2溶液反应产生白色沉淀BaSO4。原因是SO2在溶液中生成H2SO3，使溶液呈酸性，NO3－在酸性的条件下具有强氧化性，可将+4价的S氧化为+6价，从而反应生成BaSO4沉淀。 将CO2和SO2气体分别持续通入漂白粉溶液中，CO2和Ca(ClO)2反应，溶液先变浑浊后变澄清，而SO2由于具有还原性，两者发生反应： 2SO2 + Ca(ClO)2 + 2H2O === CaSO4↓+ 2HCl + H2SO4 溶液变浑浊。 三、漂白性 SO2的漂白性表现在能跟某些有色物质化合生成无色物质。与HClO、Na2O2、H2O2、O3不同，SO2只能使某些有机有色质褪色（如品红），但并不能使所有的有色物质褪色。有时SO2使有色物质的颜色褪去，但不一定是表现了漂白性，也可能是还原性。 1. SO2和氯水以及活性炭的漂白性的比较 SO2 氯水 活性炭 原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化 将有色物质的分子吸附在其表面 实质 非氧化还原反应 氧化还原反应 物理吸附 效果 暂时性 永久性 暂时性 范围 可漂泊某些有色物质，不能使变红的石蕊试液褪色 可漂白大多数有色物质，能使紫色石蕊试液先变红后褪色 可吸附某些有色物质的分子 2.SO2气体能使溴水的红棕色、酸性KMnO4溶液的紫红色、Na2O2的淡黄色褪去，但此时SO2表现的是还原性，而不是漂白性： SO2 + Br2 + 2H2O === H2SO4 + 2HBr 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O === K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 SO2 + Na2O2 === Na2SO4 因此将实验室制取乙烯的烧瓶中产生的气体直接通入溴水（或酸性高锰酸钾溶液）中，溶液褪色，不能由此说明就是生成了乙烯，因制取乙烯时，常因温度高而使乙醇脱水炭化，C和浓H2SO4反应生成CO2和SO2，故检验乙烯时须将混合气先通过碱石灰（或NaOH溶液），除尽SO2后，再进行乙烯的性质实验。 3.漂白粉的漂白效果没有加和性，因此将SO2和Cl2按等物质的量混合后作用于潮湿的有色物质，将失去漂白性，原因是： SO2 + Cl2 + 2H2O === 2HCl + H2SO4 四、还原性 SO2中S的化合价为+4价，从硫元素的化合价来看，既能表现氧化性，又能表现还原性。 1.SO2能和众多的氧化性物质发生反应，如NO2 +SO2SO3 +NO，再如前述的溴水、高锰酸钾等，和H2S发生氧化还原反应如下：SO2 + 2H2S === 3S↓+2H2O 2.SO2具有还原性，H2SO4（浓