高锰酸钾和二氧化硫和硫酸

SO2是一个V型的分子,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。图2:...

SO2是一个V型的分子,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。

图2:二氧化硫的三种共振结构

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。

二氧化硫物理性质

无色,常温下为无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(约为1:40;密度2.551g/L;熔点:-72.4℃(200.75K);沸点:-10℃(263K)。

溶解度与温度的关系:

22 g/100ml (0 ℃)

15 g/100ml (10 ℃)

11 g/100ml (20 ℃)

9.4 g/100 ml (25 ℃)

8 g/100ml (30 ℃)

6.5 g/100ml (40 ℃)

5 g/100ml (50 ℃)

4 g/100ml (60 ℃)

3.5 g/100ml (70 ℃)

高锰酸钾和二氧化硫和硫酸

3.4 g/100ml (80 ℃)

3.5 g/100ml (90 ℃)

3.7 g/100ml (100 ℃)

二氧化硫化学性质

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。

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。

与碱性氧化物反应生成盐。SO2+CaO→CaSO4 (条件是加热)

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。

(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:

工业上可以用此反应制造高纯度硫磺。

高锰酸钾和二氧化硫和硫酸

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