
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,四个氧原子位于正四面体四个顶点。硫氧键键长为149pm,有很大程度的双键性质。四个氧原子与硫原子之间的键完全一样。存在于硫酸、硫酸盐等的固体及水溶液中。
【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五水合硫酸铜、七水合硫酸亚铁等。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。
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(不能用,因为有强氧化性,会把亚硫酸盐氧化成硫酸盐),然后滤去沉淀;
(2)加入氯化钡,观察是否有白色沉淀。
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。
希望我能帮助你解疑释惑。