【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』，此版叢書(shū)是“數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)編委會(huì)”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書(shū)共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書(shū)是大半個(gè)世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來(lái)自學(xué)。不過(guò)這套叢書(shū)卻很適合像我這樣已接受過(guò)基礎(chǔ)教育但卻很不扎實(shí)的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫(xiě)的備注。

【山話嵓語(yǔ)】『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)』其實(shí)還有新版，即80年代的改開(kāi)版，改開(kāi)版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過(guò)我依然選擇6677版，首先是因?yàn)?677版保留了很多古早知識(shí)，讓我終于搞明白了和老工程師交流時(shí)遇到的奇特專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)和計(jì)算模式的來(lái)由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險(xiǎn)極小，即使出版社再版也只會(huì)再版80年代改開(kāi)版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯(cuò)的自學(xué)教材，不該被埋沒(méi)在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時(shí)間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書(shū)6677版』上傳成文字版。??

第二章硫，氧族元素

§2-1硫

前言

【01】在前面一章里，我們學(xué)習(xí)了鹵族元素，本章我們將學(xué)習(xí)另一個(gè)元素族，稱(chēng)做氧族元素。氧族元素包括氧、硫、硒、碲四種性質(zhì)相似的非金屬元素。在這四種元素中，氧在第一冊(cè)第二章里已經(jīng)討論過(guò)了，硒和碲是兩種比較稀有的元素。因此，在本章里，我們著重討論硫元素——單質(zhì)的硫和硫的化合物。在討論硫的化合物時(shí)，仍按照它跟氫的化合物和它跟氧的化合物兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)敘述。

【02】硫的元素符號(hào)是S，原子量是32。

硫的物理性質(zhì)

【03】硫通常稱(chēng)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(chēng)做“硫華”；另一種是淡黃色棒狀的，稱(chēng)做“硫捧”，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2-1）。

【04】把硫粉溶解在二硫化碳()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，就可看到有許多細(xì)小的硫的結(jié)晶留存在玻璃上或蒸發(fā)皿里，用一個(gè)一般的放大鏡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。

【05】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℃左右，硫就熔化成容易流動(dòng)的深黃色的液體。繼續(xù)加熱，熔化的硫就逐漸變得粘稠起來(lái)，顏色也開(kāi)始變成暗棕色。當(dāng)加熱到200~250℃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300℃時(shí)，重又恢復(fù)成容易流動(dòng)的液體。溫度升高至444.6℃，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。

【06】硫的比重是2.07，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)

【07】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()氣體：

【山注：\mathop{S}\limits_{（硫蒸氣）}+H_2 \mathop{=\!=}\limits^{加熱} H_2S】

【08】但這個(gè)反應(yīng)不象氧氣跟氫氣化合時(shí)那樣會(huì)產(chǎn)生爆炸，反應(yīng)時(shí)放出的熱量也遠(yuǎn)比氫、氧化合時(shí)為少（生成1克分子硫化氫放出4.8千卡的熱量，但氧跟氫生成1克分子水蒸氣時(shí)，要放出57.8千卡的熱量）。

【09】在燒瓶或試管里加入硫粉，加熱到硫沸騰，然后通入氫氣（圖2-3)。在燒瓶或試管的導(dǎo)管口處就可以嗅到硫化氫所特有的臭味（和腐敗雞蛋發(fā)出的臭味相似），如果用一張蘸過(guò)鉛鹽（例如硝酸鉛）溶液的濾紙放在導(dǎo)管口，濾紙立刻變黑（因?yàn)樯闪撕谏牧蚧U的緣故）。

【10】硫跟金屬直接化合后生成金屬的硫化物（相當(dāng)于金屬跟氧化合后生成的金屬氧化物）。例如銀和汞在常溫時(shí)就能跟硫直接化合，分別生成硫化銀和硫化汞，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

【山注：\begin{eqnarray}2Ag+S=\mathop{Ag_2S}\limits_{硫化銀}\\ Hg+S=\mathop{HgS}\limits_{硫化汞}\end{eqnarray}】

【11】用濕布蘸一些硫粉摩擦銀器，不久，銀器表面就有黑色的硫化銀的薄層生成。把潮濕的硫粉和汞一同放在研缽里研磨，不久，就變成黑色的硫化汞粉末。

【12】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：

【山注，\begin{eqnarray}2Cu+S\mathop{=\!=}\limits^{加熱}\mathop{Cu_2S}\limits_{硫化亞銅}\\Fe+S\mathop{=\!=}\limits^{加熱}\mathop{FeS}\limits_{硫化亞鐵}\\ 2Al+3S\mathop{=\!=}\limits^{加熱}\mathop{Al_2S_3}\limits_{硫化鋁}\\ Zn+S\mathop{=\!=}\limits^{加熱}\mathop{ZnS}\limits_{硫化鋅}\end{eqnarray}】

【13】把硫粉和純凈鐵粉混和后堆在石棉布上，另用玻棒一根，預(yù)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，在和玻棒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?；旌臀镌诜磻?yīng)后變成塊狀的黑褐色的硫化亞鐵。

【14】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）：

【山注，2S+C\mathop{=\!=}\limits^{高溫}CS_2】

【15】此外，硫還能跟氧相互化合。在講氧氣化學(xué)性質(zhì)（第一冊(cè)§2-2)時(shí)【山注，傳送門(mén)CV20363789】，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。

【16】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：

【山注，\begin{eqnarray}S+O_2=\mathop{SO_2}\limits_{二氧化硫}\\ 2S+3O_2=\mathop{2SO_3}\limits_{三氧化硫}\end{eqnarray}】

【17】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)。

硫在自然界的存在

【18】硫和氧一樣，在自然界里有以游離狀態(tài)存在（稱(chēng)做天然硫）的，也有以化合狀態(tài)存在的。

【19】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藏。

【20】天然硫大都混在巖石里，埋藏在地下深處，開(kāi)采硫礦，現(xiàn)在都用一種由三個(gè)粗細(xì)不同的同心管組成的特種套管，從地面直通至硫的礦層。在外管和中管之間的隔層里通入過(guò)熱達(dá)160℃的水【水在高壓下可以加熱到100℃以上，稱(chēng)為“過(guò)熱的水”?！?，當(dāng)它進(jìn)到硫?qū)訒r(shí)，就把硫熔化（硫的熔點(diǎn)約113°C），熔融的硫聚集在外管的下端。再由內(nèi)管通入壓縮的熱空氣，使熔融的硫成為泡沫狀物質(zhì)，經(jīng)由內(nèi)管和中管之間的道路噴出地面（圖2-4），流至特設(shè)的容器內(nèi)，逐漸凝固。

【21】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（）、黃銅礦（）、方鉛礦（）、辰砂（）等。此外，還存在于各種硫酸鹽的礦物中，例如：石膏（）、重晶石（）等。

【22】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。

【23】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)：

【山注，F(xiàn)e_2\mathop{=\!=}\limits^{加熱}FeS+S↑】

【24】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。

【25】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

【26】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【石灰硫黃合劑的主要成分是多硫化鈣和硫代硫酸鈣】，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”【生橡膠在溫度較高時(shí)會(huì)發(fā)粘，溫度較低時(shí)又會(huì)變脆.在生橡膠里加入硫粉，并再加熱（這個(gè)過(guò)程叫做“硫化”），生橡膠就變?yōu)椴皇軠囟茸兓绊懙挠袕椥缘氖煜鹉z（見(jiàn)第四冊(cè)5-2）】。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(chēng)做“硫黃軟膏”）。

習(xí)題2-1

1、在實(shí)驗(yàn)室里，怎樣通過(guò)簡(jiǎn)單的方法（不用任何試劑），來(lái)證明一種談黃色的粉末是硫？

2、寫(xiě)出下列各組反應(yīng)的化學(xué)方程式，注明反應(yīng)發(fā)生的條件和發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象：

(1)硫跟氫化合，氧跟氫化合；

(2)硫跟碳化合，氧跟碳化合；

(3)硫跟鋅化合，氧跟鋅化合。

3、硫在自然界里存在的狀態(tài)怎樣？

4、說(shuō)出硫的最主要的用途三種。

5、使4克硫跟8克鐵粉相互反應(yīng)：

(1)反應(yīng)后剩下了哪些物質(zhì)？剩下多少克？【反應(yīng)后剩下鐵粉1克】

(2)反應(yīng)后生成了什么物質(zhì)？重多少克？【生成硫化亞鐵11克】