氯气的制取及性质

氯碱工业：以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。

化学方程式为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑
实验装置图及分析：
【注意】
1、电解食盐水，产生的气体体积比为1：1。

2、检验Cl
2
的反应为2KI + Cl
2
==2KCl + I
2
，淀粉遇碘变蓝色。

3、Cl
2
与NaOH可发生反应，两极产物必须隔开。

通电
阳离子交换魔法电解饱和食盐水:阳离子交换膜有很好的选择性，它只允许阳离子通过，不允许阴离子和分子通过。

优点：
1、能防止阴极产生的H
2和阳极产生的Cl
2
相混合而爆炸
2、能避免Cl
2
和NaOH溶液作用而影响烧碱的质量
氯碱厂选址与经济效益
1、生产主要原料食盐，应建在海岸的附近处
2、生产的产品主要是烧碱、氯气和氢气，应建在使用这些产品的工厂较近的地方
3、氢气易燃易爆，氯气有毒，应建在人口稀疏的地方
4、生产要消耗大量的电能，应建在电力供应充足的地方
【例】某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液。

通电时，为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是
( B )
A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
B．a为负极，b为正极；NaClO和NaCl
C．a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl
D．a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl
反应原理：4HCl(浓)＋MnO
2
MnCl
2
＋2H
2
O＋Cl
2
↑
实验装置：
完整的制气装置：
①发生装置②净化装置③干燥装置④收集装置⑤尾气吸收
【注意】
1、主要仪器：分液漏斗、圆底烧瓶、铁架台、石棉网、酒精灯、集气瓶、烧杯、
导管、双孔橡皮塞等
A.为什么用分液漏斗装盐酸？又让盐酸缓慢地注入，而不是一次将浓盐
酸注入烧瓶里？
B. 为什么用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，要缓缓加热，不能强热？
A.用分液漏斗可以控制液体的用量，避免生成的氯气过多。

B.浓盐酸有很强的挥发性，强热时能挥发出大量的氯化氢气体和水蒸气，
而使制得的氯气中含有大量的杂质；另一方面，又降低了HCl的利用率
2、反应原料：浓盐酸与二氧化锰
A.浓盐酸能完全反应吗？
B. 能否用其它试剂代替二氧化锰或浓盐酸来制取氯气？
A.MnO 2与浓HCl 在共热的条件下才反应生成Cl 2 ，稀盐酸不与MnO 2反应，
这是由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO 2氧化。

B. 可以用KMnO 4、KClO 3等氧化剂代替MnO 2,与浓盐酸反应（不需加热）
2KMnO 4＋16HCl(浓) ===2KCl ＋2MnCl 2＋5Cl 2 ↑＋8H 2O KClO 3＋6HCl(浓)===KCl ＋3Cl 2 ↑＋3H 2O
也可用固体NaCl 和浓H 2SO 4代替浓盐酸与MnO 2反应 2NaCl+2 H 2SO 4+ MnO 2==== Na 2SO 4+MnSO 4+Cl 2↑+2H 2O
3、反应原理：利用氧化剂氧化浓盐酸中的Cl -。

常用的氧化剂有：MnO 2、KMnO
4、KClO 3等。

4、反应方程式：4HCl(浓)＋MnO 2MnCl 2＋2H 2O ＋Cl 2↑
5、发生装置：固体+
6、收集装置：向上排空气法或排饱和食盐水法
7、尾气处理：氢氧化钠溶液
2NaOH + Cl 2 = NaCl + NaClO + H 2O 可以用澄清石灰水代替氢氧化钠吗？
澄清石灰水中溶质浓度较小，可吸收氯气的量较小，吸收效果不好。

8、饱和食盐水：除HCl,氯气在饱和食盐水中的溶解度比水小，可减少氯气的损耗。

浓硫酸：除水蒸气
9、检验方法：氯气可使_________________________变蓝
【例】实验室制备氯气的装置如下图。

图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是( B )
A．①④B．②③
C．③④D．②④
【例】化学小组用如图所示的装置制取氯气，下列说法不正确的是( C )
A．该装置图中至少存在两处明显错误
B．该实验中收集氯气的方确
C．为了防止氯气污染空气，可用饱和食盐水吸收尾气
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
【例】下图是一个实验室制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置：
（1）A是氯气发生装置，写出反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：。

充满整个装置，再（2）实验开始时，先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl
2
通过C瓶后再进入D。

D装置的硬质玻璃管点燃D处酒精灯，连接上E装置。

Cl
2
和HCl。

试写出D中反应的化学方盛有炭粉，发生氧化还原反应，其产物为CO
2
程式：。

装置C的作用是: 。

（3）在E处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是：。

（4）若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水，反应过程的现象为。

A、有白色沉淀生成；
B、无现象；
C、先生成白色沉淀而后沉淀消失
产（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，但由于余热的A处仍有Cl
2生，此时B中的现象是。

装置B的作用是。

答案：（2）2Cl2+2H2O+C4HCl↑+CO2↑
吸收氯气中的HCl气体，提供D处所需的水蒸汽
（3）生成的HCl溶于水生成盐酸使紫色溶液变为红色；未完全反应的Cl2跟H2O作用产生的HClO的漂白作用使红色消失
（4）B （5）B 瓶中液面下降，长颈漏斗液面上升 贮存少量氯气
一、物理性质
在通常情况下，氯气是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。

同温同压下，氯气的密度比空气大。

在常温下，氯气能溶于水，1体积的水约能溶解2体积的氯气。

二、化学性质
1、Cl 2与金属反应（一般将金属氧化成高价态）。

2Na + Cl 2 = 2NaCl (冒白烟) 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 (棕褐色烟，溶液为棕黄色)
注：常温下，干燥的氯气与铁不反应，所以可用钢瓶贮运液氯。

在水存在的
环境中，氯气可与水反应。

Cu + Cl 2 CuCl 2 (棕黄色烟，浓溶液为绿色，稀溶液为绿色)
2、Cl 2与非金属反应
氢气在氯气中燃烧生成氯化氢，氯化氢溶于水后得到盐酸。

H 2 + Cl 2 2HCl （苍白色火焰，安静燃烧，工业制盐酸，显黄色是因为含
有Fe 3+）
注：燃烧并非一定要有O 2参加，任何发热发光的剧烈化学反应都称为燃烧。

H 2 + Cl 2 2HCl （光照会爆炸） 3、Cl 2与水反应
Cl 2 +H 2O
HCl + HClO （次氯酸）
A ． 可逆反应，因氯水中含有氯气而显黄绿色
B ． 次氯酸的性质：
a ． 为弱酸: HClO H + + ClO - ↑
b ．不稳定性：2 HClO
2HCl + O 2 ↑
氯水应现配先用，并保存在棕色试剂瓶中
点燃
点燃
点燃
光照
c．强氧化性（漂白性）：能使有机色素褪色。

【例】下列氯化物中，既能由金属和氯气直接参与化合制得，又能由金属和盐酸反应制得的是（ C ）
A．CuCl2B．FeCl2 C．MgCl2D．FeCl3
【例】2004年4月16日，天原化工总厂发生氯气泄漏及爆炸特大事故，喷出的氯气造成多人伤亡。

作为消防干警在现场作以下处理方法和过程较为合理的是①及时转移疏散人群，同是向有关部门报告事故有关情况②被转移人群应带上用浓氢氧化钠处理过的口罩；③用高压水枪向空中喷洒含有碱性物质的水溶液；④被转
移人群应带上用Na
2CO
3
溶液处理过的口罩；⑤将人群转移到地势较低的地方即可，
不必太远；⑥及时清理现场，检查水源及食物等是否被污染；⑦常温下氯气能溶于水，所以只要向空中喷洒水就可以解毒。

（ B ）
A．②③④⑤ B．①③④⑥ C．①②⑤⑥ D．①③⑤⑦
【例】下列关于氯的说确的是（ C ）
A.Cl
2
具有很强的氧化性，在化学反应中只能做氧化剂
B.氯元素在自然界中既可以以化合态存在，也可以以游离态存在
C．实验室制备Cl
2
可用排饱和食盐水方法收集
D．1.12L Cl
2含有1.7N
A
个质子
4、氯气与碱反应
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO+ H2O （尾气处理）
【注意】
A.漂白粉的主要成分：；漂白粉的有效成分：
B.漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)
2＋CO
2
+ H
2
O ＝
漂白粉在空气中久置失效的原因（用化学方程式表示）：1.
2. 因此，漂白粉应密封保存。

C.由于Ca(OH)
2
在水中的溶解度很小，故工业上用氯气和石灰乳反应来制得漂白
粉
5、氯水的成分与性质
【比较】液氯、新制氯水、久置氯水
的强氧化性 b、HCl的强酸性
氯水的性质：a、Cl
2
c、HClO的强氧化性、弱酸性
d、Cl-的性质
例：1.将氯水滴在红色布条上，可使红色褪色，便是次氯酸将有机色素氧化的结果
2.往新制的氯水中滴入紫色石蕊试液时，溶液先变红后褪色，便是盐酸的强
酸性和次氯酸的强氧化性的具体表现。

【例】下列物质不具有漂白作用的是( D )
A. 氯水
B. C a(Cl O)2
C. 活性炭
D. 液氯
【例】在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现各自的性质。

下列实验现象和结论一致且正确的是( B )
A．加入有色布条，有色布条褪色，说明有Cl2分子存在
B．紫色石蕊试液中加氯水，溶液变红然后褪色，说明氯水中有H＋和HClO 分子
C．先加入盐酸酸化，再加入AgNO3溶液产生白色沉淀，说明Cl－存在
D．加入NaOH溶液，氯水黄绿色消失，说明NaOH与Cl2反应只生成NaCl 【例】下列关于氯水的叙述中正确的是（B、D ）
新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色光照氯水有气泡逸出，该气体是Cl2
氯水放置数天后，酸性增强。