数据来源：2020年日本东京大学二次测试化学试题
接下来分析下各气体的可能来源。
❶水汽可来自地下水受热气化或化学反应。表1所示的火山气中含水量很高，可能是因为火山所在区域地下含水量丰富。此外，高温火山气中的化学反应也能产生水（后文讨论）。
❷含量第二高的是SO 2 。地底下的含硫矿物在岩浆高温下受热分解可产生SO 2 ，如亚硫酸钙高温分解：
CaSO 3 ==( 高温)== CaO +SO 2 ↑
此外，硫酸盐不完全还原和单质硫氧化也可生成SO 2 。
❸接下来含量较高的是氢气。笔者推测氢气是由地底累积的多碳烃类化合物高温、高压裂解产生。
❹HCl与CO 2 的含量不相上下。HCl形成可能与含氯矿石在酸性条件下发生复分解反应有关。而CO 2 除有机物质完全氧化形成外，还涉及火山环境下硫单质与烃类气体（如甲烷）的氧化还原反应：
CH 4 + S + 2H 2 O ==( 高温)== CO 2 + 4H 2 S
以上反应可看成S抢夺CH 4 中的氢，S自身被还原的过程。所以单质硫也被称为“脱氢剂”。
❺最后就是H 2 S 气体了。在火山气尚未喷出时，由于气体局限在火山内部，氧气含量少，整体环境还原性较强（如具有强还原性的H 2 ），因而可生成具有还原性的H 2 S 气体：
SO 2 + 3H 2 == H 2 S+ 2H 2 O
H 2 + S == H 2 S
其中第一个反应生成H 2 O ，是H 2 O 的来源之一。第二个反应暗示即便有单质硫存在于火山气中，在高温、还原性气氛下，S也难以独善其身。当然，若喷发处地底储有大量硫磺矿，S也可能随喷发来到地表。
H 2 S 气体含量虽然少，却在单质硫的形成过程中扮演着重要的角色。
【火山硫的形成】
观察表1中的各组分，你能推测出火山硫的形成方式了吗？
聪明的读者可能已经发现，某些成分可互相发生化学反应生成单质硫。
❶H 2 S 与SO 2 的氧化还原反应是硫化合物涉及的一个著名归中反应：
2H 2 S + SO 2 == 3S↓ + 2H 2 O
❷除SO 2 氧化剂外，溶解在水汽或岩浆里的硫酸根同样也能氧化H 2 S ，但往往需要某些能代谢硫酸根的细菌参与：
3H 2 S + SO 4 2- + 2H + == 硫细菌== 4S↓ + 4H 2 O
❸此外，SO 2 也能完全氧化一些简单烃类化合物（如CH 4 ）生成硫：
CH 4 +2SO 2 == 高温== 2S↓ + 2H 2 O + CO 2
❹如果含H 2 S 的火山气接触到空气，则空气中的氧气也会将H 2 S 氧化为S：
2H 2 S + O 2 == 2S↓ + 2H 2 O
【火山硫为什么沉积在火山口附近？】
好了，回到最初的问题。
以上列举了四种火山硫的可能形成途径，那么最可能的方式是哪一种呢？
笔者从一篇博士论文里查找到了这四个化学反应各自的标准平衡常数，汇总于表2：
表2.火山硫沉积反应的可能化学反应方程式及其平衡常数
注：表中 化学反应方程式的计量系数可能未化简到最小整数值。数据来源：中国科学院刘长华博士论文《台湾东北部龟山岛附近海域自然硫囱体的成因研究》。
从表2可以看出，H 2 S 与O 2 的氧化还原反应标准平衡常数很大，表明正反应完成程度高，是形成火山硫驱动力最大的反应。
CH 4 与SO 2 的氧化还原反应标准平衡常数亦很大，但无奈CH 4 在火山气中一般含量较少，贡献不大。
所以，看到这里，你明白了火山硫为什么倾向沉积在火山口了吗？
因为那里是H 2 S 与O 2 相遇的地方。
当然，如果地下富含硫磺矿，大量升华出的单质硫在喷出火山时温度骤降，也容易凝华在火山口附近。这属于物理变化了。 返回搜狐，查看更多