第二章 海水中的重要元素——钠和氯第二节 氯及其化合物氯元素的存在：Cl是一种重要的“成盐元素”，主要以化合态的形式存在，其种类很多常见的有NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2等，大量存在于海水、内陆的盐湖和盐矿中。

氯气的主要用途：单质氯气是一种重要的化工原料，用于制造盐酸、农药、有机溶剂、染料、药品等，也用于自来水的杀菌消毒一、氯气的性质瑞典化学家舍勒用软锰矿与浓盐酸加热，产生了一种黄绿色的、有刺激性气味的气体

英国化学家戴维确认了这种黄绿色气体是氯元素的单质科学研究需要长时间的坚持不懈，科学知识的积累要经历多人的努力，科学研究要不断质疑，科学需要建立在严格的实验和观测的基础上1、氯气的物理性质：通常是黄绿色的、有刺激性气味的气体。

，易液化成液氯，密度比空气大，能溶于水，一个体积水能溶解1~2个体积的氯气，其水溶液称氯水2、氯气的毒性：氯气有剧毒，吸入少量会引起剧烈咳嗽和胸部疼痛，吸入大量氯气会中毒致死第一次世界大战时曾作为化学武器使用，现在国际上禁止使用化学武器。

如果发生氯气的泄漏，可用肥皂水等碱性物质润湿的毛巾捂住口鼻，逆风往高处转移。并向空气中喷洒石灰等碱性物质，吸收氯气。3、氯原子和氯气分子的结构：

氯原子的最外层有7个电子，且原子半径较小，原子核对外层电子的吸引力较大，很容易得到1个电子成为8e-的稳定结构所以氯元素是一种典型的非金属元素，有很强的非金属性氯气Cl2分子是由两个Cl原子构成的双原子分子，两个Cl原子各拿一个电子形成共用电子对，满足双方都成为8e-的稳定结构。

Cl—Cl

4、氯气的化学性质氯气是活泼的非金属单质，有强氧化性，在化学反应中常作强氧化剂。（1）与金属单质的反应：氯气与绝大多数金属化合，生成金属氯化物（盐酸盐）。

铁、铜等金属与氯气反应生成高价的FeCl3和CuCl2，不会生成低价的FeCl2和CuCl，说明Cl2的氧化性比较强（2）与非金属单质的反应：实验：氢气在氯气中的燃烧实验操作：将纯净的氢气点燃后（点燃前要验纯），伸入充满氯气的集气瓶中。

实验现象和结论：纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，发出苍白色的火焰，瓶口有白雾。

这是工业上制盐酸的原理。如果将H2与Cl2混合后点燃或光照，则会爆炸。还有一些非金属单质，如磷，也可在氯气中燃烧。

产生白色烟雾，可用于生产农药燃烧的条件：温度达到可燃物的着火点，有氧气作助燃剂从上面的一系列反应可知，燃烧并不一定需要氧气，其它物质也可作助燃剂，但燃烧一定是氧化还原反应只要是剧烈的发热发光的化学变化均可叫燃烧。

（3）与水的反应：通常条件下，1体积的水可溶解2体积的氯气，其水溶液叫氯水。实验：氯气与水的反应和漂白性实验操作：取三瓶干燥的氯气，分别加入干燥的有色纸条、湿润的有色纸条、有色的鲜花，盖上玻璃片。

实验现象：干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条和有色鲜花褪色原理分析：干燥的氯气没有漂白性，当有水存在时有漂白性（有机色素的褪色，叫漂白）氯气和水都没有漂白性，但二者同时存在则表现出漂白性，说明二者可以反应生成了有漂白性的物质。

从氧化还原的原理推测，0价的氯可以歧化，生成-1价和+1价的含氯的物质

氯化氢分子、氢离子、氯离子均没有漂白性，可见表现出漂白性的是HClOHClO有强氧化性，可以将有机色素氧化，表现出漂白性用途：可用于自来水的杀菌消毒，用作棉、麻、纸张的漂白但氯气会与自来水中的有机物反应，生成有机氯化物对人体有害，所以国家规定了饮用水中余氯含量的标准。

并且开始使用新的自来水消毒剂，如二氧化氯ClO2、臭氧O3等。次氯酸是很弱的酸，酸性比碳酸还弱。

数字化实验：验证次氯酸光照分解产物实验操作：将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别与数据采集器、计算机连接，将传感器插入氯水中，用强光照射氯水，同时采集数据。实验结果：

数据分析：从图像可知，将氯水光照，氯水中的氢离子、氯离子、氧气分子的浓度上升，说明HClO不稳定，见光分解生成HCl和O2。

小结：HClO有很弱的酸性、很强的氧化性和不稳定性（4）与碱的反应：Cl2在水中的溶解度小，HClO不稳定，直接用氯水作漂白剂，用来杀菌消毒，其贮存、运输均不方便，且效果不理想工业上将Cl2转化为稳定的次氯酸盐来使用，如次氯酸钠（NaClO）、次氯酸钙［Ca（ClO）。

2］等。常温下将Cl2通入NaOH溶液中：

漂白液的有效成分是NaClO，其分解速率很慢，相对HClO稳定得多。反应时温度升高，会发生如下反应：

将Cl2通入到冷的石灰乳中，可生产漂白粉：

漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分是Ca(ClO)2如果Cl2与Ca（OH）2充分反应，Ca(ClO)2成为主要成分，即漂粉精它们需干燥、密封保存漂白液、漂白粉、漂粉精可用于漂白棉、麻、纸张，也可用作游泳池等场所杀菌消毒。

（5）氯气与还原性物质反应：氯气有强氧化性，常见的还原性物质均可被氯气氧化。

思考：①在氯气泄漏事故现场，人员撤离时用毛巾捂住口鼻以防止吸入氯气，请说明毛巾的使用方法消防人员现场向空中喷洒石灰水，这样处理的原理是什么(用化学方程式说明)可以将毛巾蘸肥皂水或小苏打水等呈弱碱性的溶液。

②结合氯气与水的反应，思考氯水中有哪些粒子？pH试纸为什么会出现先变红后褪色的现象？氯水中的分子有氯气分子、次氯酸分子、水分子，离子有氯离子、氯离子、次氯酸根离子、氢氧根离子氯水中含有氢离子，能使pH试纸变红色，但氯水中的HClO具有漂白性，能使pH试纸褪色，所以pH试纸先变红后褪色。

③氯水久置过程中发生哪些反应？发生下列反应，最终转化成盐酸。

液氯、新制氯水和久置氯水的比较：

二、氯气的实验室制法1、氯气的制取原理

分析其得失电子的情况可知，在酸性条件下，用强氧化剂(一般用固态)氧化氯离子得到氯气，氧化剂可以换成高锰酸钾、氯酸钾、重铬酸钾、次氯酸钙、二氧化铅等，如果氧化剂的氧化性很强，可以不加热。

2、氯气的制取装置

①发生装置：从反应原理看，反应物二氧化锰是固体，浓盐酸是液体，反应需要加热，所以选择“固体+液体(加热)→气体”的装置选择依据是反应物的状态和反应条件②净化装置：从反应化学方程式分析，制取的氯气中的杂质主要有氯化氢和水蒸气。

HCl易溶于饱和食盐水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，所以可以通过饱和食盐水洗气，除去HCl氯气是酸性气体，可用酸性干燥剂或中性干燥剂干燥氯气，如浓硫酸、硅胶、五氧化二磷，无水氯化钙等，不能用碱性干燥剂，如生石灰、碱石灰等。

装置可用洗气瓶（装液体试剂）、球形干燥管或U形管（装固体试剂）一般先除HCl再干燥依据气体和杂质的性质来选择净化试剂，再根据试剂选择装置③收集装置：Cl2能溶于水并和水反应，所以不能用排水法收集，在饱和食盐水中溶解度小，可用排饱和食盐水的方法收集。

Cl2密度比空气大，可用瓶口向上的排空气法收集为防止Cl2泄漏污染环境，可以用集气瓶组装成洗气瓶收集，气体“长进短出”根据气体密度、溶解性、以及是否与水和空气反应来选择气体的收集方法和收集装置④尾气处理装置：。

Cl2有毒，会污染环境，所以多余的Cl2必须除掉Cl2能被碱性物质吸收，实验室一般用NaOH溶液或Na2CO3溶液吸收只要是会污染环境或引发安全事故的气体都需要进行尾气处理小结：①一般制气装置的连接顺序：发生装置——净化装置——收集装置——尾气处理装置，依实验的目的，有些装置可以增减。

②一般操作顺序：连接装置——检查装置的气密性——装入试剂——开始制取、收集——停止实验——拆除装置

三、氯离子的检验大多数的盐酸盐能溶于水，且能电离出氯离子如自来水、污水中均含有氯离子，可用硝酸银溶液和稀硝酸进行检验实验：氯离子的检验实验操作：在三支试管中分别加入2~3mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2

CO3溶液，然后各滴入几滴AgNO3溶液，观察现象再分别加入少量稀硝酸，观察现象实验现象和结论：三支试管中都有白色沉淀生成加入稀硝酸后，前两支试管中的白色沉淀不溶解，这是生成了AgCl沉淀第三支试管中的白色沉淀溶解，放出无色气体，这是碳酸银沉淀。

小结：氯离子的检验方法(1)操作和现象：向未知溶液中先加入适量的稀硝酸，再滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，可判断溶液中含有氯离子。(2)原理：

(3)加入稀硝酸的目的：排除碳酸根离子等离子的干扰。

本节小结：一、氯气的性质1、氯气的物理性质2、氯气的毒性3、氯原子和氯气分子的结构4、氯气的化学性质和用途氯气与金属单质、非金属单质、水、碱等的反应二、氯气的实验室制法1、制取的原理2、制取的装置三、氯离子的检验。

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