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二氧化硫 圖片來自化工字典

二氧化硫，（sulphur dioxide）化学式是SO₂。是最常见的硫氧化物 。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。若把SO₂进一步氧化，通常在催化剂如二氧化氮的存在下，便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。

结构

SO₂是一个V型的分子，其对称点群为C_2v。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。

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。可以與水作用得到二氧化硫水溶液，即“亞硫酸”（中强酸），但真正的亚硫酸分子从未在溶液中观测到。

rm SO_2 + H_2O \longleftrightarrow H_2SO_3

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，产物是亚硫酸钠还是亚硫酸氢钠，取决于二者的用量关系。

rm SO_2 + 2NaOH \longrightarrow Na_2SO_3 + H_2O 或

rm SO_2 + NaOH \longrightarrow NaHSO_3

这也是二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊的原因：

rm SO_2 + Ca(OH)_2 \longrightarrow CaSO_3 \downarrow + H_2O

与碱性氧化物反应生成盐。

rm SO_2 + CaO \longrightarrow CaSO_3

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。

rm SO_2 + Cl_2 \longrightarrow SO_2Cl_2

rm 2SO_2 + O_2 \longleftrightarrow 2SO_3（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：

rm SO_2 + 2H_2S \longrightarrow 3S + 2H_2O

工业上可以用此反应制造高纯度硫磺。

对健康的威胁

二氧化硫具有酸性，可与空气中的其他物质反应，生成微小的亚硫酸盐和硫酸盐颗粒。当这些颗粒被吸入时，它们将聚集于肺部，是呼吸系统症状和疾病、呼吸困难，以及过早死亡的一个原因。如果与水混合，再与皮肤接触，便有可能发生冻伤。与眼睛接触时，会造成红肿和疼痛。

用途

防腐剂

由于二氧化硫的抗菌性质，它有时用作乾果、醃漬蔬菜、與經加工處理的肉製品（如香腸及漢堡肉）等不同種類的食物中。用来保持水果的外表，或防止食物腐烂。二氧化硫的存在，可以使水果有一种特殊的化学味道、及保持新鮮的外觀。

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。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。

还原性漂白剂

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。

可以下列化學方程式表示： H₂SO₃ + 染料 → H₂SO₄ + (染料 - O )

因為空氣提供氧氣給予染料，染料被馬上氧化，顯示原來的顏色，這就是漂白作用通常不能持续很久的原因。

可以下列化學方程式表示： 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希夫法(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（希夫试剂）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。

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⁻。

rm 2SO_2 \rightarrow SO^{2+} + SO_3^{2-}

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⁻。