关于氯气

关于氯气
基础知识
氯在自然界以化合态存在。

单质氯是在18世纪70年代由瑞典化学家舍勒首先发现并制得的。

一、氯气的物理性质：
通常状况下，氯气呈黄绿色，有强烈刺激性气味，有毒，能溶于水，氯气容易液化。

在实验室里闻氯气气味的时候,必须十分小心，应该用手轻轻地在瓶口扇动，使极少量的氯气飘进鼻孔。

视频：
二、氯原子结构及氯分子的组成、结构：
（1）氯原子结构：氯原子核外共有17个电子，最外电子层有7个电子。

氯原子核外共有17个电子，分布在三个电子层上，其各层电子数分别为K=2、L=8、M=7，原子结构示意图如图所示。

（2）氯分子的组成、结构：氯气是双原子分子（Cl2），氯分子中的原子间以共价键结合。

电子
的吸引力，所以用电子式表示时，把共用电子对画在两个原子的正中间，电子对没有偏移。

三、氯气的化学性质：
氯原子的最外电子层上有7个电子，在化学反应中容易结合1个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定结构。

氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，它具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属直接化合，还能与水、碱等化合物起反应。

（1）氯气与金属反应
Cu+Cl
CuCl2
2
强调：氯气将金属氧化为最高价态
【实验1】用钳锅钳夹住一束铜丝，灼热后立刻放入充满氯气的集气瓶
里。

观察发生的现象。

然后把少量的水注入集气瓶里，用玻璃片盖住瓶口，振荡。

观察溶液的颜色。

可以看到：红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，使集气瓶里充满棕色的烟，这种烟实际上是氯化铜晶体的微小颗
粒.
氯化铜溶于水后，溶液呈蓝绿色。

当溶液的浓度不同时，溶液的颜色有所不同。

大多数金属在点燃或灼热的条件下，都能与氯气发生反应生成氯化物。

但是，在通常情况下，干燥的氯气不能与铁起反应，因此，可以用钢瓶储运液氯。

讨论1燃烧是否一定要有氧气参加?比较铁、硫、碳等在氧气中的燃烧,以及铜、钠等在氯气中的燃烧，找出共同的特点并由此推论什么叫燃烧。

通过讨论可以知道，燃烧不一定要有氧气参加，任何发光、发热的剧烈的化学反应，都可以叫做燃烧。

（2）氯气与非金属单质反应
①氯气与氢气的反应
【实验2】在空气中点燃H2，然后把导管伸入盛有Cl2的集气瓶中。

观察H2在Cl2中燃烧时的现象。

纯净的H2可以在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰。

反应生成的气体是HCl，它在空气里与水蒸气结合，呈现雾状。

H2＋Cl22HCl
【实验3】把新收集到的一瓶Cl2和一瓶H2口对口地放置，抽去瓶口间的玻璃片，上下颠倒几次，使H2和Cl2充分混合。

取一瓶混合气体，用塑料片盖好，在距瓶约10cm处点燃镁条。

观察有什么现象发生。

可以看到，当镁条燃烧时产生的强光照射到混合气体时，瓶中的H2和Cl2迅速化合而发生爆炸，把塑料片向上弹起（如图）。

的原理）
HCl具有刺激性气味，极易溶于水。

HCl的水溶液叫做氢氯酸，亦称盐酸。

*②氯气与硫、磷、硅等非金属的反应
PCl3＋Cl2====PCl5（固态，形成白烟）
一般情况Cl2和P反应得PCl3和PCl5的混合物，Cl2不足PCl3多，Cl2充足PCl5多。

（3）氯气与水的反应
Cl2+H2O====HCl＋HClO
次氯酸不稳定，容易分解放出氧气。

当氯水受到日光照射时，次氯酸的分解速率加快（如图）。

次氯酸是一种强氧化剂，能杀死水里的病菌，所以，自来水常用氯气（在1L水中通入约0.002gCl2）来杀菌消毒。

次氯酸的强氧化性还能使染料和有机色质褪色，可用作棉、麻和纸张等的漂白剂。

【实验4】取干燥的和湿润的有色布条各一条，分别放入两个集气瓶中，然后通入Cl2。

观察发生的现象。

可以看到，干燥的布条没有褪色，而湿润的布条却褪色了。

讨论2Cl2可以使湿润的布条褪色，不能使干燥的布条褪色，这个事实说明了什么？(起漂白作用的实际是次氯酸HClO)
注意：
a．氯气溶解于水，在常温下，1体积水约溶解2体积的氯气。

氯气的水溶液叫“氯水”，氯水因溶有氯气而呈黄绿色。

溶解的氯气能够与水起反应，生成盐酸和次氯酸。

b．氯水的成分：Cl2、HClO、H2、H+、Cl-、ClO-、OH-
氯水是混合物而液氯是纯净物(Cl2)
c．HClO（次氯酸）的性质：
Ⅰ 弱酸性：酸性弱于H2CO3。

由于HClO的分解，使Cl2和水逐渐反应，直至氯水失效，因此氯水要现用现制，保存在棕色试剂瓶中。

久置氯水成分为稀盐酸。

Ⅲ 强氧化性：可漂白、杀菌，能使红布条、品红等褪色，可用作自来水消毒剂。

（4）氯气与碱的反应
氯气与碱溶液起反应，生成次氯酸盐、金属氯化物和水。

Cl2与碱反应本质是：Cl2＋2OH-====Cl-＋ClO-＋H2O 所以在碱的溶液中不可能有Cl2存在。

次氯酸盐比次氯酸稳定，容易储运。

市售的漂粉精和漂白粉的有效成分就是次氯酸钙。

工业上生产漂粉精，是通过氯气与石灰乳作用制成的。

2Cl2＋2Ca(OH)2====CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O（制漂白粉）漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2。

有效成分是Ca(ClO)2。

在潮湿的空气里，次氯酸钙与空气里的二氧化碳和水蒸气反应，生成次氯酸。

所以漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用。

Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓+2HClO（HClO的酸性弱于H2CO3)
讨论3根据漂白粉的作用原理，说明存放漂白粉时应注意什么问题。

(密封保存）
四、氯气的用途
氯气是一种重要的化工原料。

氯气除用于消毒、制造盐酸和漂白剂外，还用于制造氯仿等有机溶剂和多种农药。

五、氯气的实验室制法
在实验室里，氯气可以用浓盐酸与二氧化锰起反应来制取。

4HCl（浓）＋MnO2MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
【实验5】如下图所示，在烧瓶里加入少量MnO2粉末，通过分液漏斗向烧瓶中加入适量密度为1.19g/cm3的浓盐酸，缓缓加热，使反应加速进行。

观察实验现象。

用向上排空气法收集Cl2，多余的Cl2用NaOH溶液吸收。

*六、氯气的工业制法，
在工业上用电解饱和食盐水的方法制取。

在化学工业中，把电解食盐水生产烧碱和氯气的工业叫做氯碱工业。

七、氯离子的检验
【实验6】向分别盛有稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液的三支试管里，各加入几滴AgNO3溶液。

观察发生的现象。

再滴入几滴稀硝酸，有什么变化？
可以看到，三支试管里都有沉淀生成，前两支试管中的白色沉淀不溶于稀硝酸，这是AgCl沉淀；第三支试管中的沉淀溶解于稀硝酸，这是Ag2CO3沉淀。

前两支试管里发生的离子反应是相同的，可用同一离子方程式表示：
Cl-＋Ag+=AgCl ↓
第三支管里发生的离子反应是：
Ag2CO3溶于稀硝酸：
Ag2CO3＋2H+=2Ag+＋CO2↑＋H2O
Cl-的实验就会受到干扰。

因此，在用AgNO3溶液检验Cl-时，可先在被检验的
然后，再滴入AgNO3溶液，如产生白色沉淀，则可判断该溶液中含有Cl-。