为什么饱和食盐水可以除去氯化氢气体?

为什么饱和食盐水可以除去氯化氢气体?

看到你的问题,我来回答一下:

实验室中制备氯气的化学反应原理:

⑴MnO2+4HCl=△=MnCl2+Cl2↑+2H2O

MnO2+4H++2Cl-=△=Mn2++Cl2↑+2H2O

⑵2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2+5Cl2↑+8H2O

要想制备干燥纯净的氯气需要经过饱和食盐水的洗气瓶、浓硫酸的洗气瓶,然后用向上排空气法收集,最后尾气需要浓氢氧化钠溶液吸收。

那么为什么饱和食盐水的洗气瓶可以除去氯气中的氯化氢气体?许多同学存在困惑,这个问题与化学平衡的移动有关系!

我们知道氯化氢在水中的溶解度很大,是1:500,当然在饱和的氯化钠中溶解度也很大,而氯气在水中的溶解度较小,是1:2,当然氯气也会与水发生反应:

Cl2+H2O→←H++Cl-+HClO,该反应为可逆反应,饱和的氯化钠溶液中含有大量的氯离子Cl-,氯离子Cl-的存在,使上述平衡向左移动,抑制了氯气和水反应,使得氯气溶解的更少了。

鉴于以上两方面的原因,在饱和的氯化钠溶液中氯气溶解、被吸收的很少,而氯化氢被吸收,所以可以用饱和的氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢气体。

那么类似的实验还有:

⑴制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应,产生的二氧化碳中含有氯化氢气体,如何除去氯化氢?可以让混合气体通过盛有饱和的碳酸氢钠NaHCO3溶液的洗气瓶,这是因为二氧化碳溶解度小1:1,二氧化碳也可和水反应:

CO2+H2O→←H2CO3→→H++HCO3-

上述两步反应都是可逆反应,而饱和的碳酸氢钠溶液中存在大量的碳酸氢根离子可以抑制平衡向右进行,所以二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中溶解的就更少了,而水溶液可以除去氯化氢。

⑵制取二氧化硫用亚硫酸钠和浓盐酸,此时二氧化硫也会含有氯化氢气体,除去的方法是将混合气体通过盛有饱和亚硫酸氢钠NaHSO3溶液的洗气瓶,二氧化硫在水中的溶解度是1:40,二氧化硫也会和水反应:SO2+H2O→←H2SO3→←H++HSO3-,饱和亚硫酸氢钠溶液中存在的大量的亚硫酸氢根离子抑制了上述平衡向右进行,所以可以减少二氧化硫的溶解而除去氯化氢气体。

⑶制取硫化氢气体用硫化亚铁FeS和盐酸反应,除去硫化氢气体中的氯化氢的方法是将混合气体通过盛有饱和硫氢化钠NaHS溶液的洗气瓶,硫化氢溶解度也不大,是1:2.6,硫化氢在水中也存在电离平衡:

H2S→←H++HS-,同样的道理饱和硫氢化钠溶液中存在的大量的硫氢根离子抑制平衡向右进行,所以可以减去H2S的溶解而除去氯化氢气体。

总结中学化学实验中含有氯化氢杂质气体的除杂(洗气瓶洗气时都是“长进短出”):

Cl2(HCl)——饱和氯化钠NaCl溶液

CO2(HCl)——饱和NaHCO3溶液

SO2(HCl)——饱和NaHSO3溶液

H2S(HCl)——饱和NaHS溶液

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