| 词条 | 二氧化硫 |
| 释义 | § 分子结构 二氧化硫的三种共振结构，中央的共振结构对混成体之贡献最大 二氧化硫，是一个弯曲的分子，其对称点群为C2v。硫原子的氧化态为+4，形式电荷为0，被5个电子对包围着，因此可以描述为超价分子。从分子轨道理论的观点来看，可以认为这些价电子大部分都参与形成S-O键。 SO2中的S-O键长（143.1 pm）要比一氧化硫中的S-O键长（148.1 pm）短，而O3中的O-O键长（127.8 pm）则比氧气O2中的O-O键长（120.7 pm）长。SO2的平均键能（548 kJ mol−1）要大于SO的平均键能（524 kJ mol−1），而O3的平均键能（297 kJ mol−1）则小于O2的平均键能（490 kJ mol−1）。这些证据使化学家得出结论：二氧化硫中的S-O键的键级至少为2，与臭氧中的O-O键不同，臭氧中的O-O键的键级为1.5。 分子结构与极性：V形分子，极性分子。 § 物理性质 二氧化硫是无色有刺激性气味的气体。溶于丙酮、乙醇、甲酸等多种有机溶剂，溶于水(0℃时溶解度22.8g/l00ml，90℃时溶解度0.58g/100ml)。水溶液呈酸性。在硫酸溶液中的溶解度以硫酸浓度为85%时为最小。液态时为良好的溶剂。2000℃以上发生热分解，也可通过电场放电、紫外线或X射线辐射等分解。[1] § 化学性质 酸性氧化物 SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。可以与水作用得到二氧化硫水溶液，即“亚硫酸”（中强酸），但真正的亚硫酸分子从未在溶液中观测到。 S02+H2O<——>H2SO3 与碱反应形成亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。以与氢氧化钠的反应为例，产物是 Na2SO3 还是 NaHSO3，取决于二者的用量关系。 SO2+2NaOH——>Na2SO3+H2O或 SO2+NaOH——>Na2SO3 与碱性氧化物反应生成盐。 氧化还原反应 SO2中的硫元素的化合价为+4价，为中间价态，既可升高，也可下降。所以SO2既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。 SO2的还原性较强，可被多种氧化剂（如 O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4等）氧化。 SO2+CL2——>SO2CL2 2SO2+O2<——>2SO3（该反应为可逆反应，条件为加热和催化剂：V2O5 / Pt / Cr2O3） SO2也有一定的氧化性，如： SO2+2H2S——>3S+2H2O 工业上可以用此反应制造高纯度硫磺。 § 生产方法 工业制备 二氧化硫（SO2 ） 制取二氧化硫的方法有：焚烧硫磺；焙烧硫铁矿或有色金属硫化矿；焚烧含硫化氢的气体；煅烧石膏或磷石膏；加热分解废硫酸或硫酸亚铁；以及从燃烧含硫燃料的烟道气中回收（见硫酸原料气）。 生产液体二氧化硫时通常先制得纯二氧化硫气体，然后经压缩或冷冻将其液化。重要的工业生产方法有： ①哈涅希-希洛特法。此法始创于1884年,以水作吸收剂，吸收二氧化硫后的溶液以蒸汽解吸，解吸气经冷凝、干燥后液化。现在发展了加压水吸收法。 ②氨-硫酸法。此法常用于一次转化的接触法硫酸厂中尾气二氧化硫的回收 。以氨水为原始吸收剂,用硫酸分解吸收液,制得纯二氧化硫气体。 ③溶液吸收法。以无机或有机溶液吸收低浓度二氧化硫气体，然后将吸收液加热再生，制得纯二氧化硫。主要的吸收剂有碳酸钠、柠檬酸钠、碱式硫酸铝、有机胺类等的溶液。 ④直接冷凝法。以冷冻法从含二氧化硫的气体中将其部分冷凝分离，直接制得液体二氧化硫，未冷凝的二氧化硫返回硫酸生产系统。 ⑤三氧化硫-硫磺法。使液体硫磺与三氧化硫在反应器中进行反应，制得纯二氧化硫气体。 实验室制备 实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O 或用铜与浓硫酸加热反应 Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O 尾气处理：通入氢氧化钠溶液 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 其它方法 二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成 S(s)+O2(g) → SO2(g) 硫化氢可以燃烧生成二氧化硫 2H2S(g) +3O2(g) → 2H2O(g) +2SO2(g) 加热硫铁矿，闪锌矿，硫化汞，可以生成二氧化硫 4FeS2(s) +11O2(g) → 2Fe2O3(s) +8SO2(g) 2ZnS(s) +3O2(g) → 2ZnO(s) +2SO2(g) HgS(s) +O2(g) → Hg(g) +SO2(g) § 主要用途 二氧化硫除了主要用于生产硫酸外，其他重要用途有：在造纸工业中生产亚硫酸盐纸浆；制造各种亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐;生产锦纶（尼龙6）单体、合成洗涤剂、橡胶促进剂等有机化合物；也用于医药工业。二氧化硫还可作为织物和皮革的漂白剂；农业上用作熏蒸消毒剂；食品工业中用作防腐和消毒剂。液态二氧化硫是一些有机物的良好溶剂，用于矿物油类的精制。 二氧化硫对食品有漂白和防腐作用，使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果，是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂，但必须严格按照国家有关范围和标准使用，否则，会影响人体健康。 防腐剂 由于二氧化硫的抗菌性质，它有时用作干杏和其它干果的防腐剂，用来保持水果的外表，并防止腐烂。二氧化硫的存在，可以使水果有一种特殊的化学味道。 酿酒 二氧化硫是酿酒时非常有用的化合物，它的E编码为E220。它甚至在所谓的“无硫的”酒中也存在，浓度可达每升10毫克。[5]它作为抗生素和抗氧化剂，防止酒遭到细菌的损坏和氧化。它也帮助把挥发性酸度保持在想要的程度。酒的标签上之所以有“含有亚硫酸盐”等字句，就是因为二氧化硫。根据美国和欧盟的法律，如果酒的SO2浓度低于10ppm，则不需要标示“含有亚硫酸盐”。酒中允许的SO2浓度的上限在美国为350ppm，而在欧盟，红酒为160ppm，白酒为210ppm。如果SO2的浓度很低，那么便很难探测到，但当浓度大于50ppm时，用鼻子就能闻出SO2的气味，用舌头也能品尝出来。 SO2还是酿酒厂卫生的很重要的要素。酿酒厂和设备必须保持十分清洁，且因为漂白剂不能用于酿酒厂中，SO2、水和柠檬酸的混合物通常用来清洁水管、水槽和其它设备，以保持清洁和没有细菌[2] 。 还原性漂白剂 还原性原理 二氧化硫还是一个很好的还原剂。在水的存在下，二氧化硫可以使物质褪色。特别地，它是纸张和衣物的有用的漂白剂。这个漂白作用通常不能持续很久。空气中的氧气把被还原的染料重新氧化，使颜色恢复。 可以下列化学方程式表示： H2SO3 + 染料 → H2SO4 + (染料 - O ) 因为空气提供氧气给予染料，染料被马上氧化，显示原来的颜色，这就是漂白作用通常不能持续很久的原因。可以下列化学方程式表示： 2 (染料 - O ) + O2 → 2染料 中学实验室中用碱性品红溶液检测二氧化硫的存在。二氧化硫可以使品红试液褪色，从而说明二氧化硫使有机物漂白的性质；而褪色后的溶液经过加热，又恢复为红色，从而说明了二氧化硫漂白的原理是与有机物生成了“加合物”，而此类加合物不稳定，加热时便分解，又放出二氧化硫。一个相关的化学鉴定方法称为Schiff法，是用亚硫酸氢钠与品红或副品红发生加成，再用二氧化硫脱色。如果得到的溶液（Schiff试剂）与待检试液作用生成粉红色或紫色，则可以证明待检试液中醛类的存在[3] 。 硫酸的前体 二氧化硫还用来制备硫酸，首先转化成三氧化硫，然后再转化成发烟硫酸，最后转化成硫酸。这个过程中的二氧化硫是含硫矿物与氧气反应产生的。把二氧化硫转化成硫酸的过程，称为接触法。 制冷剂 由于二氧化硫容易液化，且汽化热很大，因此适合作为制冷剂。在氟利昂的发展之前，二氧化硫就曾经用作家用冰箱的制冷剂。 试剂和溶剂 液态二氧化硫是万用的惰性溶剂，广泛用于溶解强氧化性盐。它会发生自偶电离生成SO2+ 和SO32- 。 2SO2——>SO2+ +SO32- 它有时也用作有机合成中磺酰基的来源，把芳基重氮盐用二氧化硫处理，便可获得对应的芳基磺酰氯。 脱氯 在城市的污水处理中，二氧化硫用来处理排放前的氯化污水。二氧化硫与氯气反应，氯气被还原，生成Cl- 。 § 安全特性 危险性 危险性类别：三星级 健康危害： 易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒：轻度中毒时，发生流泪、畏光、咳嗽，咽、喉灼痛等；严重中毒可在数小时内发生肺水肿；极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响：长期低浓度接触，可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症[4] 。 环境危害： 对大气可造成严重污染[5] 。 燃爆危险： 本品不燃，有毒，具强刺激性。 急救措施 皮肤接触： 立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。就医。 眼睛接触： 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入： 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 消防措施 危险特性： 不燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。 有害燃烧产物： 氧化硫。 灭火方法： 本品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服，在上风向灭火。切断气源。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳。 泄漏应急处理 应急处理： 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并立即进行隔离，小泄漏时隔离150m，大泄漏时隔离450m，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，用一捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。 操作处置与储存 操作注意事项： 严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿聚乙烯防毒服，戴橡胶手套。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂接触。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。 储存注意事项： 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易（可）燃物、氧化剂、还原剂、食用化学品分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。 |
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