氯气和氯化氢

氯气和氯化氢

（一）氯气

1、氯原子结构及氯分子结构 （1）氯原子核内有17个质子，核外有17个电子，其原子结构示意图为：

。可知氯原子最外电子层上有7个电子，且原子半径较小，在化学反应中

易得到1个电子。因此氯原子是很活泼的原子，氯元素是活泼的非金属元素。

（2）氯分子结构 由于氯原子最外层为7个电子，通常状况下两个氯原子共用一对电子形成共价分子Cl 2。又由于两个氯原子对电子对有相同的吸引力 ，所以在氯分子中共用电子对在两个氯原子正中间。

2、氯气的性质

（1）氯气的物理性质

①通常状况下是黄绿色有刺激性气味的气体，氯气有毒。

②易液化，氯气在1.01×105 Pa 、－34.6℃时变成液氯。

③氯气的密度比空气的密度大。

④能溶于水，常温时1体积水约能溶解2体积氯气。

（2）氯气的化学性质

①氯气与金属的反应

2Na+Cl 2===点燃2NaCl （白烟）

Cu+Cl 2===点燃CuCl 2 （棕黄色烟）

2Fe+3Cl 2===点燃2FeCl 3 （棕褐色烟）

氯气还能跟K 、Ca 、Mg 、Al 、Zn 等金属反应。注意，氯气把Cu 、Fe 氧化到高价态。 ②氯气与非金属的反应

H 2+Cl 2===点燃2HCl

（纯净的H 2在Cl 2中安静地燃烧，产生苍白色火焰，并有白雾生成。）

H 2+Cl 2===点燃2HCl （H 2与Cl 2的混合气光照时爆炸，并产生白雾。）

2P+3Cl 2===点燃2PCl 3 （液体）

PCl 3+Cl 2 == PCl 5 （固体）

2P+5Cl 2===点燃2PCl 5 （固体）

磷在氯气中燃烧时，会产生白色烟雾。

由一些金属、非金属在氯气中燃烧的实验，可知燃烧不一定有氧气参加。一切发光、发热的剧烈的化学反应，都可以叫做燃烧。

③氯气与水的反应

氯气溶于水得到黄绿色溶液——氯水。在氯水中有一少部分Cl 2与水反应，大部分以Cl 2分子存在，所以氯水中的主要溶质是Cl 2。

Cl 2+H 2O == HCl+HClO

新制的氯水中存在Cl 2、H 2O 、HClO 、H +、Cl －、ClO －、OH －等微粒。

HClO （次氯酸）是一种弱酸，其酸性比碳酸还弱。HClO 也是一种不稳定的酸，容易分解

放出O 2，光照时分解速率加快2HClO ===光照

2HCl+O 2↑，因此长久放置的氯水中HClO 减少，HCl 增多。HClO 有强氧化性，可以用来杀菌消毒，也可用作漂白剂。

注意，Cl 2本身没有漂白性，只有当Cl 2 溶于水并和水反应生成HClO 时，才有杀菌和漂白作用。Cl 2中不存在HClO ，故无漂白性，严格地说应当是HClO 具有漂白性。

④氯气与碱的反应

2Cl 2+2Ca(OH)2 == CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O （工业上制取漂白粉的反应）

Cl 2+2NaOH == NaCl+NaClO+2H 2O （实验室制取Cl 2时尾气吸收的反应）

注意，Cl 2与碱溶液的反应与Cl 2与水的反应有着密切的联系，它可由后者推导出来： Cl 2+H 2O == HCl+HClO

HCl+NaOH == NaCl+H 2O

HClO+NaOH == NaClO+H 2O

将上列三个化学方程式合并，便可得到：

Cl 2+2NaOH == NaCl+NaClO+H 2O 在这一反应中，Cl 2中氯的化合价既升高（生成物NaClO 中的Cl 为+1价）又降低（生成物NaCl 中的Cl 为－1价），所以Cl 2既是氧化剂，又是还原剂。此反应常称为歧化反应。

Cl 2与H 2O 反应和Cl 2与碱溶液反应又有很大区别：Cl 2与H 2O 的反应很不完全，Cl 2与H 2O 可以大量共存；但Cl 2与碱溶液反应得很快而且完全，Cl 2与碱溶液不可能共存。

⑤氯气与某些化合物的反应

H 2S+Cl 2 == 2HCl+S

此反应在气态或溶液中都能进行，在气态时反应生成淡黄色固体硫，在溶液中因生成的硫不溶于水而使溶液浑浊。

2NaBr+Cl 2 == 2NaCl+Br 2

3、漂白粉

（1）工业上制取漂白粉的反应：

2Cl 2+2Ca(OH)2 == CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O

（2）漂白粉的主要成分：CaCl 2和Ca(ClO)2

（3）漂白粉的有效成分：Ca(ClO)2

Ca(ClO)2比HClO 稳定，容易保存。Ca(ClO)2能溶于水。

（4）漂白粉的主要用途：杀菌、消毒、漂白。

（5）漂白粉的漂白原理和使用方法：漂白粉中的Ca(ClO)2本身是没有漂白性的，只有将Ca(ClO)2转化为HClO ，才能具有漂白、杀菌作用。真正起漂白、杀菌作用的是HClO ，故在作用漂白粉时可将漂白粉与稀酸混合：

Ca(ClO)2+2HCl(稀) == CaCl 2+2HClO

家庭中使用漂白粉时不必加酸，因为空气中的CO 2溶于水生成碳酸，就可将Ca(ClO)2转化为HClO ：

Ca(ClO)2+CO 2+H 2O == CaCO 3↓+2HClO

（6）漂白粉的失效原因及保存方法：如果漂白粉露置在潮湿的空气中，会慢慢变质而失效。其反应的化学方程式为：

Ca(ClO)2+CO 2+H 2O == CaCO 3↓+2HClO

2HClO ===光照

2HCl+O 2↑

故存放漂白粉时，应注意密封和避光。

4、氯气的实验室制法 （1）药品：浓盐酸和MnO 2。或浓盐酸和KMnO 4。