单选题
欲除去氯气时,以下哪一种物质作为吸收剂最为有效?()
A
氯化钙;
B
稀硫酸;
C
硫代硫酸钠;
D
氢氧化铅。
答案解析
正确答案:C
解析:
要除去氯气($Cl_2$),选择的吸收剂必须能与氯气发生快速且彻底的化学反应,将其转化为无毒或低毒、易处理的物质。我们可以逐一分析各个选项的化学性质:
1. **氯化钙 ($CaCl_2$)**:
氯化钙是一种常用的干燥剂,主要用于吸收水分。它不与氯气发生化学反应,因此无法用于除去氯气。
2. **稀硫酸 ($H_2SO_4$)**:
稀硫酸具有酸性,但氯气在酸性溶液中溶解度较小,且稀硫酸不与氯气发生氧化还原反应。实际上,浓硫酸常用于干燥氯气,而不是除去它。因此,稀硫酸不能有效吸收氯气。
3. **硫代硫酸钠 ($Na_2S_2O_3$)**:
硫代硫酸钠具有较强的还原性,而氯气具有强氧化性。两者相遇时会发生迅速的氧化还原反应。氯气将硫代硫酸根离子氧化为硫酸根离子,自身被还原为氯离子。反应方程式如下:
$$ Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O \rightarrow 2NaHSO_4 + 8HCl $$
(注:具体产物可能随 pH 值和比例略有不同,通常生成硫酸盐和盐酸,或者在中性/碱性条件下生成硫酸钠和氯化钠)。
由于该反应进行得非常彻底且速度快,硫代硫酸钠溶液(俗称“海波”)是实验室和工业上处理多余氯气或进行脱氯处理的常用高效吸收剂。
4. **氢氧化铅 ($Pb(OH)_2$ 或相关铅化合物)**:
虽然铅的某些化合物可能与氯气反应,但氢氧化铅本身难溶于水,反应接触面积小,效率低。此外,铅化合物通常有毒,不适合作为常规的气体吸收剂使用。相比之下,碱液(如氢氧化钠)是更常见的除氯试剂,但本题选项中未提供,而硫代硫酸钠的效果优于其他给定选项。
**结论:**
硫代硫酸钠因其强还原性,能与强氧化性的氯气发生快速、完全的氧化还原反应,从而有效地除去氯气。
故正确答案为 **C**。
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