2018-08-26 16:47:19

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硫酸根,也可称为硫酸根离子,化学式为SO₄²¯。SO₄²¯离子中,S原子采用sp3杂化,离子呈正四面体结构,硫原子位于正四面体体心,4个氧原子位于正四面体四个顶点。S-O键键长为149pm,有很大程度的双键性质。4个氧原子与硫原子之间的键完全一样。 存在于硫酸水溶液,硫酸盐、硫酸氢盐等的固体及水溶液中。

基本信息

  • 中文名

    硫酸根

  • 外文名

    Sulfate

  • 释义

    硫酸二级电离出的负离子

  • 化学式

    SO₄²¯

  • 化合价

    一般情况下显-2价

  • 高温分解

    二氧化硫、氧气

  • 键长

    149pm

  • 键角

    109°28′

折叠 编辑本段 理化性质

【离子结构】硫酸根是一个硫原子和四个氧原子通过共价键连接形成的四面体结构,硫原子以sp3杂化轨道成键,硫原子位于四面体的中心位置上,而四个氧原子则位于它的四个顶点,一组S-O-S键的键角为109°28',S-O键的键长为1.49pm。因硫酸根得到两个电子才形成稳定的结构,因此带负电,且很容易与金属离子或铵根结合,产生离子键而稳定下来。

硫酸根离子的结构说法不一。根据高等教育出版社出版的《无机化学》(第四版)下册p503-505,"SO₄²¯离子呈正四面体结构,其中S-O键键长为149pm,有很大程度的双键性质。4个氧原硫酸根离子和硫酸的结构硫酸根离子和硫酸的结构 硫原子间的完全一样。"

硫酸根遇高温会分解为二氧化硫和氧。因此煤在燃烧前都要经过总硫含量测定,以减少有害气体的排放。

一般硫酸盐都易溶于水。硫酸银略溶,碱土金属(除Be、Mg外)和铅的硫酸盐微溶。可溶性硫酸盐从溶液中析出的晶体常常带有结晶水如CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。除碱金属和碱土金属外,其他硫酸盐都有不同程度的水解作用。

折叠 编辑本段 生成过程

1、在水中溶解的硫酸根离子是由于硫酸或可溶性硫酸盐溶于水产生的。硫酸为强电解质,溶于水会迅速发生二级电离,产生两个氢离子和一个硫酸根离子(中学阶段按照教科书描述可以这么认为,但是事实上其第二次电离约为10%左右)。

2、亚硫酸根离子被氧化或三氧化硫溶于水也会产生硫酸根。

3、含硫氨基酸经过氧化分解也会生成硫酸根,且半胱氨酸代谢是人体内硫酸根的主要来源。

折叠 编辑本段 检验

硫酸根与金属钡离子结合会产生硫酸钡白色沉淀,但有许多不溶性钡盐也为白色,但它们多溶于酸,而硫酸钡不溶于酸。因此检验硫酸根离子时,通常先使用盐酸使实验环境酸化,排除碳酸根的干扰,然后加入可溶钡盐,如氯化钡,以此确定液体是否含有硫酸根离子。同时要注意到:必须先加入盐酸,后加入氯化钡,否则易受银离子干扰,产生白色沉淀,影响检验。所以应当:

(1)加入盐酸,然后滤去沉淀;

(2)加入氯化钡,观察是否有白色沉淀。

检验时加入的钡盐最好是氯化钡,硝酸钡不好,因为氢离子与硝酸根离子相遇时会有强氧化性,会使亚硫酸盐氧化为硫酸盐,无法检验原溶液中是否有硫酸盐。但要将生成的白色沉淀中滴加稀硝酸,若白色沉淀不溶解,则更能说明含硫酸根离子。

推荐的离子方程式:

Ba2⁺ + SO₄2⁻ = BaSO₄↓

Ba2⁺ + CO₃2⁻ = BaCO₃↓, 但是因为 CO₃2⁻ + 2H⁺ = H₂O+CO₂↑,所以可以用酸环境排除碳酸根干扰。

折叠 编辑本段 用途

硫酸盐十分常见,且在其固体盐中出现的这个离子常常携带阴离子结晶水,这是由于水分子通过氢键和上面的氧原子相连。

硫酸钾是常见的钾肥。

硫酸铵是常见的铵态氮肥,注意不要与碱性质一起施用,否则会放出氨气,降低肥效。

硫酸钡又称钡餐,在医学上可以用于消化系统的X光检查;硫酸钡还是一种很好的防护涂料。

硫酸铜溶液为蓝色,可以用于配制农药波尔多液

无水硫酸铜可以用于吸水或检验水的存在。

二水合硫酸钙俗称石膏,在医学上可以用于固定,也用于进行家居装潢,制造混凝土时也可以使用它控制凝固时间。

十二水硫酸铝钾俗称明矾,生活中常用于净水。

详见硫酸盐词条。

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