硫化物和多硫化物

9.4.4　硫化氢、硫化物和多硫化物

9.4.4.1　硫化氢和氢硫酸

硫化氢(hydrogen sulfide)分子式为H₂S，是一种无色、具腐蛋臭味的有毒气体，有麻醉中枢神经作用，吸入大量H₂S时会因中毒而造成昏迷甚至死亡。硫化氢气能溶于水。在293K时，一体积水能溶解2.58体积的硫化氢气，浓度约为0.1mol·L^-1，这个溶液叫氢硫酸。

硫化氢中硫原子处于低氧化数(-2)状态，因此硫化氢具有还原性。无论是在酸性介质还是碱性介质中，S^2-均具有还原性，且在碱性介质中还原性稍强：

当硫化氢溶液在空气中放置时，容易被空气中氧所氧化而析出单质硫，使溶液变混浊。

在酸性介质中，I₂、Fe³⁺等可将S^2-氧化为S，例如：

H₂S+2FeCl₃=S↓+2FeCl₂+2HCl

但遇强氧化剂时，可将S^2-氧化为H₂SO₄，例如：

H₂S+4Cl₂+H₂O=H₂SO₄+8HCl

9.4.4.2　硫化物

表9.5　硫化物的分类

现以MS型硫化物为例结合上述分类情况进行讨论。

PbS+4HCl=H₂[PbCl₄]+H₂S↑

3CuS+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+3S↓+2NO↑+4H₂O

3HgS+2HNO₃+12HCl=3H₂[HgCl₄]+3S↓+2NO↑+4H₂O

由于氢硫酸是弱酸，故硫化物都有不同程度的水解性。碱金属硫化物，如Na₂S溶于水，因水解而使溶液呈碱性。工业上常用价格便宜的Na₂S代替NaOH作为碱使用，故硫化钠俗称硫化碱。其水解反应式如下：

碱土金属硫化物遇水也会发生水解，例如：

某些氧化数较高金属的硫化物如Al₂S₃、Cr₂S₃等遇水发生完全水解：

Al₂S₃+6H₂O=2Al(OH)₃↓+3H₂S↑

Cr₂S₃+6H₂O=2Cr(OH)₃↓+3H₂S↑

因此这些金属硫化物在水溶液中是不存在的。制备这些硫化物必须用干法，如用金属铝粉和硫粉直接化合生成Al₂S₃。

可溶性硫化物可用作还原剂，制造硫化染料、脱毛剂、农药和鞣革，也用于制荧光粉。

9.4.4.3　多硫化物

S溶解于可溶性硫化物溶液生成多硫化物：

多硫化物(polysulfide)随x增加，颜色将由黄→橙→红。实验室配制的(NH₄)₂S溶液，久置时颜色会自无色→黄色→橙，甚至到红，就是因为(NH₄)₂S被空气氧化生成单质硫，硫又溶解于(NH₄)₂S生成(NH₄)₂Sx(多硫化铵)，故(NH₄)₂S溶液应现用现配。

多硫化氢H₂S_x为黄色液体，将酸作用于多硫化钠(如Na₂S_x)即可生成不稳定的H₂S₂。H₂S₂分子与H₂O₂分子的形状相似，其盐BaS₂也与BaO₂相似。自然界中的黄铁矿FeS₂即为铁的多硫化物。

多硫化物与过氧化物相似，都具有氧化性和还原性。例如：

还原性：4FeS₂+11O₂=2Fe₂O₃+8SO₂↑

多硫化物在酸性溶液中很不稳定，易歧化分解为硫化氢和单质硫：

多硫化物在分析化学中是常用的试剂，在制革工业中用作原皮的脱毛剂，农业上用作杀虫剂。