【氯及其化合物】氯气|必修一新改版课程-零基础从头学！
杰哥 | 氯气
1️⃣氯元素的原子结构及存在
存在：氯是一种重要的成盐元素，在自然界中除了以NaCl、MgCl₂、CaCl₂等形式大量存在于海水中，还存在于陆地的盐湖和盐矿中，即以化合态存在
- 海水中离子含量排名：Cl⁻ > Na⁺ > Mg²⁺ > SO₄²⁻ > Ca²⁺
2️⃣氯气的性质
颜色：黄绿色
状态：气体
气味：刺激性气味
毒性：有毒性
密度：比空气大
溶解性：可溶于水，1体积的水溶解约2体积的氯气
沸点：在气体中沸点偏高，易液化，经压缩可液化成黄绿色液氯
3️⃣氯气与氢气的反应
- 实验操作：
在空气中点燃氢气（点燃前要验纯），然后把导管伸入盛有氯气的集气瓶中。
2. 实验现象：
氢气在氯气中安静地燃烧，发出苍白色火焰，集气瓶口上方出现白雾。
3. 化学方程式：H₂ + Cl₂ =点燃= 2HCl
拓展:
（1）燃烧是发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参与。如2P +3Cl =点燃= 2PCl₃等。
（2）若将H₂与Cl₂混合点燃或强光照射会发生爆炸。
4️⃣氯气与金属的反应
与钠反应：2Na +Cl₂ ≜ 2NaCl
- 反应现象：产生大量白色烟
与铁反应：2Fe +3Cl₂ ≜ 2FeCl₃
- 产生大量棕褐色烟
与铜反应：Cu +Cl₂ ≜ CuCl₂
- 产生大量棕黄色烟
氯气在加热条件下能与大多数金属化合，生成高价金属氯化物，体现氯气的强氧化性
5️⃣氯气与水的反应：新制氯水
- 在常温下，溶于水中的部分氯气与水发生反应：Cl₂ +H₂O ⇌ HCl +HClO
- 新制氯水的成分
三分：H₂O > Cl₂ > HClO
四离：H⁺ > Cl⁻ > ClO⁻ > OH⁻
6️⃣新制氯水的性质
新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质
- Cl₂：
（1）新制氯水呈现浅黄绿色
（2）氧化性：与还原性物质反应
- 还原性顺序：S²⁻ > SO₃²⁻ > I⁻ > Fe²⁺ > Br⁻ > Cl⁻ > Mn²⁺
2. H⁺：强酸性，与NaHCO₃、CaCO₃、Mg反应
3. Cl⁻：加入AgNO₃溶液可以检验出氯水中的Cl⁻，现象是有白色沉淀生成
4. HClO：
（1）强氧化性：漂白性、杀菌、消毒
向新制氯水中滴加紫色石蕊溶液，先变红（H⁺作用的结果），后褪色（HCIO作用的结果）
（2）弱酸性：酸性比H₂CO₃还弱
（3）不稳定性：2HClO =光照或△= 2HCl +O₂↑
5. 近年来有科学家提出，使用氯气对自来水消毒时，氯气会与水中的有机物发生反应，生成的有机氯化物可能对人体有害。所以，国家规定了饮用水中余氯含量的标准，而且已开始使用二氧化氯（ClO₂）、臭氧等新的自来水消毒剂。
7️⃣新制氯水漂白原理的探究实验
在有水的条件下褪色，说明具有漂白性的是HClO，而非Cl₂
8️⃣久置氯水
- 反应方程式：2HClO =光照= 2HCl +O₂↑
- 成分：HCl水溶液
- 性质：有酸性（比新制氯水强），无氧化性、无漂白性
- 实验室中氯水需现用现配，且避光、密封保存在棕色试剂瓶中
9️⃣Cl₂与碱的反应
最初，人们直接用氯水作漂白剂，但因氯气的溶解度不大，而且生成的HClO不稳定，难以保存，使用起来很不方便，效果也不理想。在Cl₂与水反应原理的基础上，人们制得了次氯酸钠（NaClO）、次氯酸钙[Ca(ClO)₂]等具有漂白作用的次氯酸盐。
（1）Cl₂与常温下的NaOH溶液：Cl₂ +2NaOH =NaCl +NaClO +H₂O
此反应的应用
（1）实验室吸收多余的Cl₂
（2）工业制漂白液，有效成分为NaCIO（比HCIO稳定得多）
（2）Cl₂通入冷的石灰乳[Ca(OH)₂]中：2Cl₂ +2Ca(OH)₂ =CaCl₂ +Ca(ClO)₂ +2H₂O
漂白粉起效原理：Ca(ClO)₂ +CO₂ +H₂O =CaCO₃ +2HClO
漂白粉久置于空气中失效：
- Ca(ClO)₂ +CO₂ +H₂O =CaCO₃ +2HClO
- 2HClO =光照= 2HCl +O₂
漂白液、漂白粉、漂粉精既可作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池等场所的消毒剂
