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硫

[liú]

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氧族元素

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本词条由 “科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。

硫（Sulfur）是一种非金属元素，化学符号S，原子序数为16。纯净的硫是黄色晶体，又称做硫磺、硫黄。单质硫不溶于水，微溶于乙醇，易溶于二硫化碳CS 2 。硫有多种同素异形体，重要的有正交硫、单斜硫、弹性硫 ^[1] 。在硫晶体中，硫原子形成化学式为S 8 的环状八原子分子。自然界中通常以单质硫、硫化物、硫酸盐的形式存在，常见的价态包括-2、0、+4、+6等。硫存在于陨石、火山、温泉等处 ^[2] ，可用于制造硫酸、硫酸盐、亚硫酸盐、橡胶制品、纸张、火柴、焰火等，也可用于杀虫、漂染、橡胶硫化、医药工业 ^[3] 。硫是所有生命所必需的元素，但几乎总是以有机硫化合物或金属硫化物的形式存在。

中文名: 硫
外文名: sulfur
化学式: S
分子量: 32.06
CAS登录号: 7704-34-9
EINECS登录号: 231-722-6
熔点: 112.8 ℃
沸点: 444.6 ℃
密度: 2.36 g/cm³
外观: 淡黄色脆性结晶或粉末
闪点: 168 ℃
应用: 农业、医药、橡胶、建材、火药等领域

安全性描述: S16; S26
危险性符号: F
危险性描述: R11
UN危险货物编号: 2448/1350
电子组态: [Ne]3s 2 3p 4
临界温度: 1040 ℃
溶解性: 难溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳
饱和蒸气压: 0.13 kPa(183.8 ℃)
相对水的密度: 2.0
外观与性状: 淡黄色脆性结晶或粉末，单质硫无臭无味，其气态化合物一般有特殊臭味
应用领域: 农业、医药、橡胶、建材、火药等

研究简史

播报
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硫在远古时代就被人们所知晓而使用。在西方，古代人们认为硫燃烧所形成的烟和臭味能够驱除魔鬼，古罗马人们用硫燃烧产生的二氧化硫清扫消毒住屋或漂白布匹 ^[2] 。

隋代，诞生了硝石、硫磺和木炭三元体系火药。

1746年，英国J.Roebuck发明了铅室法制造硫酸 ^[4] 。

1776年，法国化学家拉瓦锡首先确定了硫的不可分割性，认为硫是一种元素，硫便进入了近代化学的大门 ^[4] 。

物理性质

硫单质通常为淡黄色晶体，无臭无味。

硫有多种同素异形体，它们都是由S 8 环状分子组成。最常见的是正交硫（又叫斜方硫、菱形硫、α-硫）和单斜硫（又叫β-硫）。

正交硫是硫的一种稳定状态，当加热到100 ℃左右时，缓慢冷却可以得到单斜硫。正交硫和单斜硫的转化温度是95.6 ℃。正交硫是室温下唯一稳定的硫的存在形式。其纯净时的颜色是黄绿色(市面上出售的硫因为有着微量的环七硫而呈现更黄的颜色)。正交硫实际上不溶于水，导热性能差，为一良好的电绝缘体。

单斜硫是硫熔化再部分凝固后，倒出多余液体剩下的无数之针形晶体。单斜硫和斜方硫是单质硫在不同温度下的变体。单斜硫只稳定存在于95.6 ℃以上，在室温下它缓慢地转变成斜方硫。斜方硫的熔点为112.8℃，单斜硫的熔点为119℃。它们都易溶于CS 2 中。

此外还有弹性硫。弹性硫是深黄色有弹性的固体，相对于其它硫的同素异形体在二硫化碳中溶解度更小。不溶于水，微溶于酒精。若把熔融的硫急速倾入冷水中，长链状的硫被固定下来，成为能拉伸的弹性硫，但经放置会发硬变为单斜硫。 ^[2]

晶体硫的熔点和密度
晶态硫	熔点(℃)	密度(g/cm 3 )
正交硫	112.8	2.06
单斜硫	119	1.96
弹性硫	—	2.36

化学性质

硫与氧气的反应

硫可以在空气中燃烧，与氧气反应生成二氧化硫（SO₂）气体。

硫与卤素单质的反应

在加热时，硫可以与所有的卤素单质发生反应。

硫与氟气反应时会发生燃烧，生成六氟化物氟化硫（Ⅵ）。

液态硫与氯气反应生成有明显刺激性气味的二氯化二硫（S₂Cl₂）。在氯气过量和使用如FeCl₃、SnI₄等催化剂时，可以生成一种平衡混合物。其中包含红色的氯化硫（Ⅱ）（SCl₂）和二氯化二硫（S₂Cl₂）。

硫与碱的反应

硫可与氢氧化钾（KOH）的热溶液反应，生成硫化钾和硫代硫酸钾。

硫与酸的反应

硫不与水和非氧化性酸发生反应。

硫与热的硝酸和浓硫酸发生反应，可以被氧化成硫酸和二氧化硫。 ^[2]

在自然界中，以化合态存在的硫大多是矿物，可分为硫化物矿和硫酸盐矿两类。重要的硫化物矿有黄铁矿（FeS 2 ）、黄铜矿（CuFeS 2 ）、方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）等。大多数黄铁矿的含硫量都在45%左右，是用来制造硫酸的一种重要化工原料矿，其他金属硫化物矿则为生产有色金属的主要矿物。中国湖南水口山的铅锌矿[(Pb/Zn)S]、辽宁杨家杖子的辉钼矿（MoS₂）、西南和中南地区的辰砂（HgS）、云南东川的辉铜矿（Cu 2 S）和斑铜矿（Cu 5 FeS 4 ）、兰州附近的含铜黄铁矿等都是中国重要的硫化物矿。常见的硫酸盐矿有石膏（CaSO 4 ·2H 2 O）、芒硝（Na₂SO 4 ·10H 2 O）、重晶石（BaSO 4 ）、天青石（SrSO 4 ）、矾石[（AlO） 2 SO 4 ·9H 2 O]、明矾石[K 2 SO 4 ·Al 2 (SO₄) 3 ·24H 2 O]等 ^[5] 。

应用领域

播报
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工业用途

硫的主要用途是用来制造硫的化合物，如硫酸、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、二氧化硫、二硫化碳、二氯化二硫、三氯硫磷、磷的硫化物和金属硫化物等。世界上每年用来制造硫酸所消耗的硫，占硫的年消耗总量的80%以上。

硫也大量用于生产硫化橡胶。生胶经硫化为硫化橡胶后，即具有较高的弹性、耐热性、抗张强度和在有机溶剂中的不溶解性等优点，橡胶制品绝大部分是硫化橡胶，是由生橡胶经与硫黄和促进剂等在一定的温度和压力下作用后而制得的。

制造黑火药和火柴也需要硫，硫也是生产烟火的主要原料之一，硫还可用于硫化染料和颜料的生产。例如，煅烧由高岭土、纯碳、硫黄、硅藻土或石英粉的混合物，可制得一种蓝色的颜料一群青，漂白工业和医药工业也需消耗一部分的硫。

医疗用途

硫是许多治疗皮肤病的药膏的成分之一。例如，将桐油与硫黄一起加热作用，以硫酸磺化并加氨水中和后，可得到硫桐脂。用它配成10%的软膏，具有消炎退肿的作用，可用于治疗各种皮肤炎症和肿痛等。 ^[6]

危害

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环境危害

使用二硫化碳、硫化氢和二氧化硫时应当十分谨慎。二氧化硫是一种危险的大气污染物，也是导致酸雨的原因之一 ^[2] 。

二硫化碳（CS 2 ）是一种重要的工业溶剂。因为二硫化碳有毒，所以操作时应当十分谨慎。二硫化碳可以很容易地透过皮肤或通过呼吸进入人体，这会损伤中枢神经系统 ^[2] 。

工业硫磺为易燃固体。此外，空气中含有一定浓度硫磺粉尘时不仅遇火会发生爆炸，而且硫磺粉尘也很易带静电产生火花导致爆炸（硫磺粉尘爆炸下限为2.3g/m 3 ），继而燃烧引发火灾。按固体火灾危险性分类硫磺属于乙类，硫磺回收和成型装置属于火灾危险性乙类装置 ^[7] 。

健康危害

硫粉会刺激人体的眼睛和眼睑 ^[2] 。人体吸入硫磺粉尘后还会引起咳嗽、喉痛等 ^[7] 。因其可在肠内部分转化为硫化氢而被人体吸收，故大量吞入（10g以上）可导致硫化氢中毒；急性硫化氢中毒的全身毒作用表现为中枢神经系统症状，有头痛、头晕、乏力、呕吐、共济失调、昏迷等。本品可引起眼结膜炎、皮肤湿疹。对皮肤有弱刺激性。生产中长期吸入硫粉尘一般无明显毒性作用。

安全措施

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急救措施

皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。

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。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。

食入：饮足量温水，催吐。就医。

消防措施

危险特性：与卤素、金属粉末等接触剧烈反应。硫磺为不良导体，在储运过程中易产生静电荷，可导致硫尘起火。粉尘或蒸气与空气或氧化剂混合形成爆炸性混合物。

有害燃烧产物：二氧化硫。

灭火方法：遇小火用砂土闷熄。遇大火可用雾状水灭火。切勿将水流直接射至熔融物，以免引起严重的流淌火灾或引起剧烈的沸溅。消防人员须戴好防毒面具，在安全距离以外，在上风向灭。

泄露应急处理

隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘面具(全面置)，穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。使用无火花工具收集回收或运至废物处理场所处置。 ^[8]

毒理资料

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硫单质一般来说是无毒的，但是硫对很多细菌和真菌有杀灭作用 ^[2] 。

医疗上，硫还可用来制硫磺软膏医治某些皮肤病，但硫的化合物对身体危害较大，长期在高含硫的工矿下工作对身体有极大损害 ^[4] 。

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