为什么稀盐酸能收集氯气 ,有高手能解释下吗(化学)
这与饱和食盐水的原理是一样的,Cl2和水反应生成了盐酸和次氯酸。该反应可逆,所以加了盐酸或食盐水氯离子溶解度大,可以抑制该反应的发生。没有绝对不溶的物质,只是少了很多,所以可以用盐酸来收集氯气
理论上通入HCl气体,但实际行不通
你可以不用想得太复杂了
把你的稀盐酸卖掉
买入浓盐酸
问题就解决了
和别人换浓盐酸也可以
1.脱水性
⑴就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。
⑵脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分
子中氢氧原子数的比(2∶1)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。
⑶可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成浓硫酸的腐蚀性了黑色的炭(炭化)。
浓硫酸 如C12H22O11===12C + 11H2O
2.强氧化性
⑴跟金属反应
①常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。
②加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2
Cu + 2H2SO4(浓) ==(加热)== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2Fe + 6H2SO4(浓) ==== Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。
⑵跟非金属反应
热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这
类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。
C + 2H2SO4(浓) ==(加热)== CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O
S + 2H2SO4(浓) ==== 3SO2↑ + 2H2O
2P + 5H2SO4(浓) ==== 2H3PO4 + 5SO2↑ + 2H2O
⑶跟其他还原性物质反应
浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。
H2S + H2SO4(浓) ==== S↓ + SO2↑ + 2H2O
2HBr + H2SO4(浓) ==== Br2↑ + SO2↑ + 2H2O
2HI + H2SO4(浓) ==== I2↑ + SO2↑ + 2H2O
3.吸水性
就硫酸而言,吸水性有很多用处,比如很多的气体都可以用浓硫酸来干燥。它是良好的干燥剂。
这个与脱水性有很大的不同:脱水性一般反应前没有水,而是H、O元素以个数比2:1的形式形成水,从有机物中出来。
而吸水性则是反应前就有水,只是在此过程中硫酸做了一个干燥剂的作用。如:
CuSO4·5H2O→(H2SO4)→CuSO4+5H2O,这个反应,就是体现硫酸的吸水性,而不是脱水性,因为反应前有水。
还有在实验室制取乙烯的过程中,体现浓硫酸的吸水性,促使反应向正反应方向进行。在一些硫酸作催化剂的反应中,尤其是是浓硫酸,一般都体现硫酸的吸水性。
将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中,其质量将增加,密度将减小,浓度降低,体积变大,这是因为浓硫酸 具有吸水性。
⑴就硫酸而言,吸水性是浓硫酸的性质,而不是稀硫酸的性质。
⑵浓硫酸的吸水作用,指的是浓硫酸分子跟水分子强烈结合,生成一系列稳定的水合物,并放出大量 的热:H2SO4 + nH2O == H2SO4·nH2O,故浓硫酸吸水的过程是物理变化的过程,吸水性是浓硫酸的物理性质。
⑶浓硫酸不仅能吸收一般的游离态水(如空气中的水),而且还能吸收某些结晶水合物(如CuSO4· 5H2O、Na2CO3·10H2O)中的水。
4.难挥发性(高沸点)
制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发性酸制易挥发性酸) 如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体
NaCl(固)+H2SO4(浓)====NaHSO4+HCl↑ (常温)
2NaCl(固)+H2SO4(浓)====Na2SO4+2HCl↑ (加热)
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气。
◎5酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等
2NH3+H2SO4====(NH4)2SO4
Ca3(PO3)2+2H2SO4====2CaSO4+Ca(H2PO4)2
◎6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应
Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+H2O+SO2↑
◆稀硫酸
化学性质
◎可与多数金属(比铜活泼)氧化物反应,生成相应的硫酸盐和水; 分子立体图
◎可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸;
◎可与碱反应生成相应的硫酸盐和水;
◎可与氢前金属在一定条件下反应,生成相应的硫酸盐和氢气;
◎加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解。
◎强电解质,在水中发生电离H2SO4=2H+ + SO4 2-
物理性质
硫酸浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生"发烟"现象,这样含有SO3的硫酸称为"发烟硫酸"。
100%的硫酸熔沸点:
熔点10℃
沸点290℃
但是100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为98.3%的浓硫酸,成为338℃(硫酸水溶液的) 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98.3%的浓度。
98.3%硫酸的熔沸点:
熔点:10℃;
沸点:338℃
盐酸
主要成分:HCl 含量: 工业级 36%。
外观与性状: 无色或微黄色易挥发性液体,有刺鼻的气味。
pH:<7 (呈酸性)
熔点(℃): -114.8(纯HCl)
沸点(℃): 108.6(20%恒沸溶液)
相对密度(水=1): 1.20
相对蒸气密度(空气=1): 1.26
饱和蒸气压(kPa): 30.66(21℃)
溶解性: 与水混溶,溶于碱液。
其酸能与酸碱指试剂反应,紫色石蕊试剂与盐酸变红色,无色酚酞不变色。
强酸性,和碱反应生成氯化物和水
HCl + NaOH = NaCl + H2O
能与大部分碳酸盐反应,生成二氧化碳,水
K2CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2↑ + H2O
能与活泼金属单质反应,生成氢气
Fe+ 2HCl =FeCl2+ H2↑
能与金属氧化物反应,生成盐和水
MgO+2HCl=MgCl2+H2O
实验室常用盐酸于制取二氧化碳的方法
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑(不用Na2CO3因为反应速率过快)
能用来制取弱酸
CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl
另外,盐酸能与硝酸银反应,生成不溶于稀硝酸的氯化银,氯化银不能溶于水。
HCl+AgNO3===HNO3+AgCl↓
电离方程式为:HCl===H++Cl-
其他方程式(离子方程式)
Cl2 + H2O == Cl- + H+ + HClO
Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O
Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O
Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2
Cl2 + H2SO3 + H2O == 2Cl- + SO42- + 4H+
Cl2 + H2S == 2Cl- + 2H+ + S↓
Cl2 + 2Fe2+ == 2Fe3+ + 2Cl-(向FeBr2溶液中通入少量Cl2)
3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- == 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-(足量Cl2)
2Cl2 + 2Fe2+ + 2Br- == 2Fe3+ + Br2 + 4Cl- (当n(FeBr2)/n(Cl2)= 1 :1时)
8Cl2 + 6Fe2+ + 10Br-== 6Fe3+ + 5Br2 + 16Cl- (当n(FeBr2)/n(Cl2)= 3 :4时)
Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2
Cl2 + 2I- == I2 + 2Cl-(向FeI2溶液中通入少量Cl2)
3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-== 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl- (足量Cl2)
4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- == 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- (当n(FeI2)/n(Cl2)= 3 :4时)
2Cl- + 4H+ + MnO2== Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O
Cl- + Ag+ == AgCl↓
ClO- + H+ == HClO(有漂白性)
2HCIO==(光照)2HCI+O2↑
ClO- + SO2 +H2O == 2H+ + Cl- + SO42-
ClO- + H2O HClO + OH-
3ClO- === 2Cl- + ClO3- (加热时的ClO-的歧化反应
烧瓶上面接一个冷凝管,冷凝管接一个导气管通入一个水比较少的瓶子中,通冷凝水,加热烧瓶就可以了。稀盐酸中的氯化氢会挥发出来,水蒸气会在冷凝管凝结,然后氯化氢到另一个瓶子中。
这样可以得到浓盐酸,当然也不会太浓,饱和盐酸那是不可能的,只能说变得浓一点,而且产量也不是很多,但是简单啊。
另一种是金属和氧化性酸的反应,还原酸根离子,如硝酸。在稀酸里面硝酸是比较特别的酸之一,金属置换H的本质是H+有氧化性会夺取金属的外层电子形成金属盐和H2,而在硝酸中+5价的N元素氧化性要远强于H+,因此在稀硝酸中金属反应后生成的是金属盐和氮的氧化物而非H2。活动性在Ag以前的金属都能和稀硝酸反应(有些需加热)。
浓酸里面浓盐酸实际上质量分数只有40%左右,浓度再高盐酸就会发黄且盐酸中的HCl就会“发烟”跑掉,并且盐酸是非氧化性的酸,浓盐酸与金属的反应和稀盐酸是一样的,一般来说除了其他物质的制备要用到以外浓盐酸都是用来勾兑稀盐酸的。
至于浓硫酸,硫酸越浓电离越困难,所以浓硫酸与金属反应是不会放出H2的,一般的金属如Al、Fe在冷的浓硫酸中表面会迅速氧化形成致密的氧化层防止内部的金属进一步和硫酸反应,称为钝化。在加热的情况下活动性Ag以前的金属都能和浓硫酸反应,生成金属盐和SO2,所以是可以反应的。
在电解中得到的氯气最初只是用于制取漂白粉等,只是到1912年,卡斯特勒—克尔勒制碱公司才开始利用氯气在氢气中点燃生成氯化氢气体,溶于水生成盐酸。
盐酸虽然早在7—8世纪由阿拉伯的炼金术士们在制造王水中就已制得【王水是1体积浓硝酸和3体积浓盐酸的混合物。当时是利用蒸馏绿矾(硫酸亚铁)得到的硫酸添加硝石(硝酸钾)和天然氯化铵制得的】。但作为单独的盐酸是17世纪比利时医生赫尔蒙加热食盐和干燥的陶土首先取得的。1658年,德国化学家格劳伯将氧化钠与硫酸作用制得它。18世纪末,路布兰制碱法生产过程中得到副产品盐酸。利用电解食盐水除生成氧氧化钠外又得盐酸,可谓是一“电”两得。
关于将氢气和氯气直接合成氯化氢气体问题,1897年法国化学教授高蒂埃和海里埃曾发表研究报告指出,将两气体混合物放置在黑暗中15~16个月未见任何变化,在一般光照下缓慢化合。在强烈灯光下反应迅速加快,而在日光下发生爆炸。1902年英国化学家密勒和鲁塞尔发现,将这两气体预先干燥后混合在日光下不发生爆炸。因此将氢气与氯气直接合成氯化氢气必须预先干燥。
燃烧器是用两根同心管构成。干燥的氯气从下边的内管进入,干燥的氢气由外管进入。如果外管通氯气,内管通氢气,燃烧后余留氯气,氯气影响工人健康,并对工厂附近的居民和农作物有害。氢气和氯气合成时产生大量的热。生成的氯化氢气要经过冷却后用水吸收获得盐酸。
我国企业家吴蕴初(1891—1953年)1929年在上海创办天原电化学工厂,首先在我国利用隔膜法电解食盐水,制取氢氧化钠,并利用副产品氯气和氢气合成盐酸,用于制造味精,还利用氯气制造漂白粉、氯酸钾、火柴等。
首先,分离需要有两种物质以上,把一种物品从两种或多种混合物体分离出来,铁屑只有一种物质,达不到被分离的目的。
其次,被分离物不能与分离物质发生反应,铁和稀盐酸在常温下可以发生化学反应,反应化学方程式: Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ ,反应生成的氯化亚铁溶解在稀盐酸中,达不到分离的目的。
在有机合成工业中盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛,如用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。
质量分数 浓度 (g/L) 密度(Kg/L) 物质的量浓度 (mol/L) pH 粘性 (m·Pa·s) 比热容 [KJ/(Kg·℃)] 蒸汽压 (Pa) 沸点 (℃) 熔点 (℃)
10% 104.80 1.048 2.87 -0.5 1.16 3.47 0.527 103 -18
20% 219.60 1.098 6.02 -0.8 1.37 2.99 27.3 108 -59
30% 344.70 1.149 9.45 -1.0 1.70 2.60 1410 90 -52
32% 370.88 1.159 10.17 -1.0 1.80 2.55 3130 84 -43
34% 397.46 1.169 10.90 -1.0 1.90 2.50 6733 71 -36
36% 424.44 1.179 11.64 -1.1 1.99 2.46 14100 61 -30
38% 451.82 1.189 12.39 -1.1 2.10 2.43 28000 48 -26