硫酸根
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 化学式 | SO₄²⁻ |
| 电荷 | −2 |
| 摩尔质量 | 96.06 g/mol |
| 空间构型 | 正四面体（S 位于中心） |
| 键角 | 109.5° |
| S—O 键长 | 四条完全相等，约 149 pm |
| 溶液颜色 | 无色 |
硫原子位于正四面体中心，四个氧原子位于四个顶点，四条 S—O 键完全等同。
这一点常被误解：真实的 SO₄²⁻ 中没有单键也没有双键，而是四个等价的 S—O 键，负电荷平均分布在整个离子上。所以不要写成「两个 S=O 加两个 S—O⁻」。
看不懂「正四面体」「杂化」？见化学名词注释。
检验方法（重点）
Section titled “检验方法（重点）”标准操作：先加稀盐酸酸化，再滴加 BaCl₂ 溶液，出现白色沉淀即证明含 SO₄²⁻。
Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓（白色，不溶于稀硝酸）为什么要先加盐酸？
Section titled “为什么要先加盐酸？”因为 CO₃²⁻、SO₃²⁻、PO₄³⁻ 与 Ba²⁺ 也都生成白色沉淀，直接加 BaCl₂ 会误判。加稀盐酸可以把它们排除：
| 离子 | 加 BaCl₂ | 再加稀盐酸 |
|---|---|---|
| SO₄²⁻ | 白色沉淀 | 不溶解 ← 证明是硫酸根 |
| CO₃²⁻ | 白色沉淀 | 溶解，冒气泡 |
| SO₃²⁻ | 白色沉淀 | 溶解，冒刺激性气味气体 |
| PO₄³⁻ | 白色沉淀 | 溶解 |
为什么用盐酸，不用硝酸或硫酸？
Section titled “为什么用盐酸，不用硝酸或硫酸？”- 不能用稀硝酸：硝酸有强氧化性，会把 SO₃²⁻ 氧化成 SO₄²⁻，凭空多出硫酸根，造成假阳性
- 不能用稀硫酸：直接引入了 SO₄²⁻ 本身，等于自己污染试样
完整的检验流程见离子检验方法。
硫酸盐大多可溶，主要例外：
| 难溶 / 微溶 | 说明 |
|---|---|
| BaSO₄ | 难溶，且不溶于酸 —— 特征沉淀 |
| PbSO₄ | 难溶 |
| CaSO₄ | 微溶（这就是石膏微溶、水垢生成的原因） |
| Ag₂SO₄ | 微溶 |
记忆口诀：「钡铅不溶，钙银微溶，其余全溶」。
完整表格见溶解性表。
| 反应物 | 方程式 | 现象 |
|---|---|---|
| 钡离子 | Ba²⁺ + SO₄²⁻ → 硫酸钡 | 白色沉淀，不溶于酸 |
| 钙离子 | Ca²⁺ + SO₄²⁻ → CaSO₄ | 微溶，浓溶液或加热时析出 |
| Ag⁺ | 2Ag⁺ + SO₄²⁻ → Ag₂SO₄ | 微溶 |
硫酸根形成的化合物
Section titled “硫酸根形成的化合物”硫酸根与各种阳离子结合形成的盐构成一个家族，其通性见「硫酸盐家族」。
| 类型 | 例子 | 说明 |
|---|---|---|
| 正盐 | Na₂SO₄、BaSO₄ | SO₄²⁻ 的负电荷被完全中和 |
| 酸式盐 | NaHSO₄ | 还保留可电离的 H⁺ |
| 酸 | 硫酸 | 本身是酸，不是盐 |
区分正盐和酸式盐见化学名词注释。