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关于 氯气 的百科小常识
氯气一、组成结构
1．原子结构：氯原子最外层有7个电子 反应中易得到1个电子．
2．分子结构：氯气分子为双原子分子 分子式Cl2．
3．离子结构：氯离子最外层有8个电子 因而很稳定．
思考：从氯原子最外层有7个电子 易形成8电子稳定结构来思考氯气是双原子分子的原因．
答案：两个氯原子最外层都有7个电子 都欲形成8电子稳定结构 共用一对电子恰都能满足要求．由此也知：Cl2分子比Cl原子稳定．
二、物理性质
1．在通常情况下：氯气是黄绿色的气体、有刺激性气味、密度比空气大、熔沸点较低、能溶于水易溶于有机溶剂、易液化．1体积水在常温下可溶解2体积氯气．
2．氯气有毒 闻有毒气体气味的方法是(扇动法)：用手轻轻在瓶口扇动 使极少量的气体飘进鼻孔．
思考：和其他学习过的气体相对比 氯气的物理性质有哪些“特性”?
答案：有色、易液化．
三、化学性质
1．与金属反应
2Na＋Cl2＝2NaCl (现象：剧烈燃烧 白烟)
Cu＋Cl2＝CuCl2 (现象：剧烈燃烧 棕色烟)
2Fe＋3Cl2＝2FeCl3
思考：(1)上述反应中 氯元素的化合价变动有何共同特点?为什么?Cl2作什么剂?
(2)对比铁跟盐酸的反应 铁跟氯气的反应体现了氯气的什么性质?
答案：(1)都从0价→－1价．因为最外层有7e－ 易得到1e－达到8e－稳定结构．Cl2作氧化剂．
(2)体现了Cl2的氧化性比HCl强 是强氧化剂．
2．与非金属反应
燃烧：发光、发热的剧烈化学反应．
思考：(1)氢气和氯气反应 在点燃和光照条件下反应的现象为什么不同?
(2)怎样用实验证明HCl气体极易溶于水?
答案：(1)二者混合程度不同、接触面积不同所致．
点燃氢气放入氯气中 氢气分子只在导管口跟少量氯气分子接触而化合成氯化氢分子 同时产生少量的热 不能爆炸 呈苍白色火焰．当点燃氢气与氯气的混合气体时 大量的氢分子与氯分子接触 迅速化合而产生大量的热 使气体体积急剧膨胀而发生爆炸．
(2)将盛HCl的试管倒置于水槽中 水面慢慢上升至满．
3．与水反应
在该反应中 氧化剂是Cl2 还原剂是Cl2 改写成离子反应方程式是：Cl2＋H2O
H＋＋Cl－＋HClO
(1)氯气的水溶液叫氯水 饱和氯水呈现黄绿色 具有刺激性气味 主要含有的粒子有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－、ClO－．
(2)次氯酸的性质
①弱酸性：是一元弱酸 属弱电解质 酸性弱于碳酸．
HClO＋NaOH＝NaClO＋H2O
NaClO＋HCl＝HClO＋NaCl
2NaClO＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋2HClO
②不稳定性：
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．氯水久置将变成稀盐酸．
③强氧化性：HClO能氧化许多物质．
④杀菌漂白性：能使有色布条、品红试剂等有色物质褪色 其原理主要是利用其强的氧化性．
说明：干燥Cl2本身没有漂白性 只有转化成HClO才有漂白性．
思考：(1)液氯和氯水是一种物质吗？
答案：不是．液氯是Cl2在加压或冷却时变成的液态Cl2 是纯净物 而氯水是氯气溶于水中形成的溶液 是混合物．
(2)①怎样证明新制氯水中含有大量Cl2？
②用实验证明氯气能与水反应．
答案：①观察氯水颜色 呈黄绿色 此即氯气的颜色 说明新制氯水中含大量Cl2．
②向新制的氯水中加AgNO3溶液．若产生白色沉淀 说明氯水中含有Cl－ 即有部分氯气与水反应了．
Cl2＋H2O＝HCl＋HClO
AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3
另法：也可向新制氯水中放入一红布条或滴入几滴品红溶液 若布条或品红褪色 说明新制氯水中有HClO 即Cl2与水发生了反应．
(3)氯水中有多种化学物质 故性质较复杂．下列现象各是基于哪种物质的什么性质?
①氯水能使紫色石蕊试液先变红后褪色．
②向氯水中滴加饱和NaHCO3溶液 有气泡出现．
③向氯水中滴入AgNO3溶液 产生白色沉淀．
答案：①H＋、HClO ②H＋ ③Cl－
4．与碱溶液反应
a.Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
b.2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
上述两反应中 Cl2作氧化剂和还原剂．
漂白粉：(1)有效成分是Ca(ClO)2
(2)漂白原理
c.Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
(3)久置失效的原因(用反应式说明)
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO；2HclO 2HCl＋O2↑．
(4)保存方法：隔绝空气密封保存．
将上述a、b、c三反应改写成离子方程式：
a.Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
b.Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
c.Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
思考：(1)实验室常用NaOH溶液吸收或除去多余的氯气 为什么?
(2)分别向漂白粉溶液中通入少量和足量CO2气体 产生的现象一样吗?为什么?
答案：(1)Cl2有毒污染环境 Cl2可以跟NaOH溶液反应从而除去Cl2．
(2)不一样 通入过量CO2没有沉淀生成 CaCO3＋CO2＋H2O＝Ca(HCO3)2．
四、用途
学习物质的用途要与其性质紧密联系 因为性质决定用途．下列Cl2的用途各是基于Cl2的什么性质?
用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性；
制盐酸——与H2反应生成HCl；
制漂白粉——与Ca(OH)2反应；
制多种农药；
制氯仿等有机溶剂；
制塑料等．
思考：工业制漂白粉为什么选用Ca(OH)2而不选用NaOH?而吸收Cl2防止中毒或污染空气却选用NaOH溶液而不选用Ca(OH)2?
答案：Ca(OH)2价廉易得、成本较低；NaOH溶液碱性强、吸收效率高．
五、实验室制法
1．反应原理321
该反应中 氧化剂是MnO2 还原剂是HCl 请标出电子转移的方向和数目．
强调：MNO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2 稀盐酸不与MNO2反应．
这是由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱 不能被MnO2氧化．
2．仪器装置
制取 净化 收集 吸收
3．收集方法
(1)向上排空气法
(2)排饱和食盐水法
排气法收集是基于Cl2的密度比空气大；Cl2在饱和食盐水中的溶解度约是在水中溶解度的 故也可用排饱和食盐水法收集 也常用饱和食盐水除去Cl2中的HCl杂质．
4．尾气吸收
(1)尾气吸收的原因是Cl2有毒 易污染空气．
(2)吸收发生的反应是2NaOH＋Cl2＝NaCl＋NaClO＋H2O．
说明：工业制法2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
六、氯离子的检验
1．试剂：AgNO3溶液 稀HNO3．
2．原理：Ag＋＋Cl－＝AgCl↓ AgCl不溶于稀HNO3．
3．方法：先在被检液中加稀硝酸酸化 再滴入AgNO3溶液．
4．结论：若按上述方法操作 见到溶液中出现白色沉淀 则得被检液中含有Cl－．
【热点透视】
一、氯气跟金属反应
氯气能与除Au、Pt之外的所有金属直接反应 与Fe、Cu等变价金属反应均生成高价金属氯化物 表现出较强的氧化性．
二、氯水的成分与性质
1．新制氯水与久置氯水的比较
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2、HCl、HClO、H2O
HCl、H2O
颜色
淡黄绿色
无色
性质
酸性、漂白作用
酸性(比新制强)、无漂白作用
原因
Cl2＋H2O＝HCl＋HClO 2HClO 2HCl＋O2↑
2．氯水的性质
新制氯水是由Cl2、H2O、HClO和H＋、Cl－、ClO－及少量的OH－组成的混合物．而久置的氯水只有H2O分子和H＋、Cl－．氯水的多种成分决定了它具有多重性质：①Cl2的强氧化性
②HClO、ClO－的强氧化性 ③HCl的强酸性 ④HClO的弱酸性 ⑤Cl－的性质．在不同的反应中 氯水中起作用的成分不同 一般有以下6种情况：
(1)只考虑Cl2参与反应
①氯水和某些非金属阴离子的作用
在KI溶液中加入适量氯水 其反应为：Cl2＋2KI＝2KCl＋I2 检验氯气时就是利用此反应．把湿润的KI淀粉试纸放在瓶口 若变蓝色 说明瓶中氯气已充满．因为Cl2把I－氧化成I2 I2遇淀粉变蓝色．
②氯水和某些还原性阳离子作用
在FeCl2溶液中加适量氯水 其反应为：2FeCl2＋Cl2＝2EeCl3
(2)只考虑H＋参与反应
向NaHCO3溶液中加适量的氯水 有气泡产生 就是利用了盐酸的强酸性．反应为：
NaHCO3＋HCl＝NaCl＋CO2↑＋H2O
(3)只考虑Cl－参与的反应
向AgNO3溶液中加适量的氯水 有白色沉淀产生 就是利用了Cl－的性质 反应为：
AgNO3＋HCl＝AgCl↓＋HNO3
(4)只考虑HClO参与的反应
将氯水滴在红色纸条上 可使红色褪去 便是HClO将有机色素氧化的结果．
(5)考虑Cl2和H2O同时参与的反应
将SO2气体通入氯水中 氯水的浅黄绿色褪去 其反应为：
SO2＋2H2O＋Cl2＝H2SO4＋2HCl
(6)考虑HCl和HClO同时参与反应
往新制得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HClO的强氧化性的具体体现．
三、漂白粉的组成、性质和用途
1．组成：Ca(ClO)2和CaCl2组成的混合物 有效成分是Ca(ClO)2．
2．性质：漂白粉本身没有漂白性 只有转化成HClO才有漂白性．由于HClO是弱酸 故Ca(ClO)2能跟较强的盐酸、碳酸反应．
Ca(ClO)2＋2HCl＝CaCl2＋2HClO
Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
Ca(ClO)2的其他性质将以后学习．
3．用途：廉价的漂白剂和杀菌消毒剂．如纺织品的漂白 餐具的消毒 野外饮水消毒等．
四、实验室制取气体的系列问题
实验室制取气体并进行性质验证 需要以下几个环节：
组装仪器→检验装置的气密性→装入药品→制取→除杂、净化、干燥→收集、验满→性质验证→尾气处理→拆卸仪器、洗刷收存．
1．组装仪器的一般原则：先零后整、先主后辅、从低到高、从左到右．
2．检验装置气密性的方法：一般是先把导气管插入盛水的水槽中 把有关活塞关闭 微热主发生器 有气泡从水中冒出 停止微热后 水倒吸进入导气管形成一段水柱．方可表示气密性良好．
3．净化：首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分 再利用性质加以除去或转化．
例如 实验室用浓盐酸和MNO2共热制Cl2 Cl2中可能混入HCl和H2O(g) 利用HCl易溶于饱和食盐水(Cl2在其中溶解性较小)而除去 用浓H2SO4干燥Cl2除去H2O(g)．
4．收集：气体的收集除用排气法与排水法外 还可以用球胆或袋囊、塑料袋等收集．
5．尾气处理：尾气处理的目的主要防止尾气有毒能污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内能形成爆炸极限．
常用方法有：
(1)点燃法．如CO、H2、CH4等易燃性气体 可用此法．
(2)吸收法．如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用水或其他液体吸收．
(3)转化法．采用一定的方法 使有毒气体转化成无毒气体即可排放．如NO、NO2 如能转化成N2即可排放．
(4)导入室外法．如H2是无毒气体 可将其尾气导入室外 以防在实验室形成爆炸极限．
用液体吸收气体的两种方法
图4—1
①图4—1中A装置：用于吸收不易溶于水的气体 如：Cl2、H2S、CO2等．
②图4—1中B装置：用于吸收极易溶于水的气体 如：HCl、HBr、NH3等．倒扣漏斗的作用是防止倒吸．
五、制取氯气的常用方法
1．工业生产中用电解饱和食盐水法来制取氯气：
2NaCl＋2H2O H2↑＋Cl2↑＋2NaOH
2．实验室通常用氧化HCl或浓盐酸的方法来制取氯气 常见的氧化剂有：MnO2、K2Cr2O7、KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2 发生的反应分别是：
4HCl＋MnO2 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
14HCl＋K2Cr2O7＝2KCl＋2CrCl3＋7H2O＋3Cl2↑
16HCl＋2KMnO4＝2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑
6HCl＋KClO3＝KCl＋3H2O＋3Cl2↑
4HCl＋Ca(ClO)2＝CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑
如不用浓盐酸 亦可用NaCl(固体)跟浓硫酸来代替．如：
2NaCl＋MnO2＋3H2SO4 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O
上述反应的共同特点都是 ．
【典例剖析】
［例１］下列氯化物中 既能由金属和氯气直接反应制得 又能由金属和盐酸反应制得的是
A．CuCl2
B．FeCl2
C．FeCl3
D．AlCl3
解析：回忆Cl2和HCl跟金属反应的有关知识规律．Cl2跟金属反应 无论Cl2是否足量 都可把金属氧化成最高价金属氯化物 而盐酸跟Cu不反应 与Fe生成FeCl2．
答案：D
点评：Cl2、HCl跟金属反应的差异要重点掌握．
［例2］下列对氯气的描述中 不正确的是
A．在标准状况下 氯气的密度为3.17 g/L
B．实验室不能用排水方法收集氯气
C．液氯不导电是非电解质 氯水能导电是强电解质
D．湿润的氯气遇到二氧化硫其漂白性增强
解析：A选项 标准状况下 Cl2的摩尔体积为22.4 L/mol 摩尔质量是71 g/mol
故：ρ(Cl2)＝ ＝3.17 g/L
B选项氯气能溶于水 故不可用排水法；C选项氯水的导电是由于氯气溶于水 与水反应生成了HCl、HClO等电解质的原因；D选项Cl2＋SO2＋2H2O＝2HCl＋H2SO4 并未增加具有漂白性的HClO 反而使能形成HClO的Cl2的量减少 故漂白性减弱．
答案：CD
点评：熟悉并理解氯气的性质 并注意知识间的相互联系．
［例3］在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气．
(1)写出反应的化学方程式．
(2)图4—2是一个学生设计的实验装置图．
图4—2
这个装置中有哪些错误？请分别指出：
①____________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________；
③____________________________________________________________________；
④____________________________________________________________________；
⑤____________________________________________________________________；
(有几处填几处)
(3)在改正的装置中 ①洗气瓶中的H2O、②浓H2SO4、③烧杯中的NaOH溶液起什么作用？
解析：本题属识图题 要求学生根据实验目的 对全套实验装置错误之处作出判断 学生必须对实验室制取氯气的反应原理和实验过程非常熟悉．
首先应根据试题要求制得干燥纯净的氯气．用MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中 有挥发出来的HCl气体和水蒸气 这是两种要除掉的杂质．用水洗法是为了除去HCl气体 这个装置必须在先 用浓硫酸洗气瓶是为了除掉水蒸气 它应该在后 图中两个洗气瓶的进出气导管都装反了．
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)①烧瓶下面缺石棉网 ②铁圈下面缺酒精灯 ③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了 ④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下 而出口导管应靠近瓶塞
(3)①吸收未反应的氯化氢； ②吸收水蒸气；③吸收多余的氯气．
点评：气体综合实验的知识框架如下：
(1)制取气体：应注意思考以下几个方面：
①从试剂性质和反应条件来考虑选择制取气体的装置；
②从气体的性质和可能含有的杂质气体的性质考虑净化的顺序与方法；
③有毒气体要注意尾气的吸收．
因为浓HCl和MnO2共热制Cl2 故温度不易过高 一般不超过90℃ 否则HCl挥发 不利于氯气的制取．
(2)净化原则：
①净化剂不能跟被净化的气体反应；
②不能引入新杂质；
③一般不使用气体净化剂 多用固体或液体净化剂．
除去HCl气体用水作吸收剂 若改用饱和食盐水吸收HCl 效果更好 因为氯气在饱和食盐水中的溶解度更小．
(3)干燥气体：
干燥是一种净化气体的特殊方法 故应遵循净化原则 特别要注意使用合适的干燥剂．
(4)收集方法：Cl2可用向上排空气法 也可用排饱和食盐水法来收集．
(5)尾气吸收：中学教材中涉及到的尾气处理方法有两种：一种是点燃法 如CO通过点燃转换成CO2；一种是用液体吸收 如Cl2可用浓碱液吸收．
【素能培养】
(一)巩固类
1．下列反应发生时 会产生棕黄色烟的是
A．金属钠在Cl2中燃烧
B．铜在氯气中燃烧
C．氢气在氯气中燃烧
D．金属钠在氧气中燃烧
解析：烟是固体小颗粒分散到空气中产生的一种现象 联系A～D中各产物的颜色及状态得出答案应为B．
答案：B
2．下列物质属于纯净物的是
A．液氯
B．氯水
C．盐酸
D．漂粉精
解析：纯净物指只有一种成分组成的物质 液氯的成分为Cl2；氯水中含HCl、HClO、Cl2、H2O；盐酸为HCｌ的水溶液；漂粉精的成分为CaCl2和Ca(ClO)2．
答案：A
3．氯气可用于杀菌和消毒 这是因为
A．氯气有毒 可毒死病菌
B．氯气具有漂白作用
C．氯气与水反应生成具有强氧化性的HClO
D．氯气与水反应生成的盐酸是强酸
解析：Cl2用于杀菌消毒是因为Cl2与H2O反应生成HClO HClO具有强氧化性 故C正确．
答案：C
4．关于Cl－的说法正确的是
A．Cl－呈黄绿色
B．Cｌ－有毒
C．Cl－具有氧化性
D．Cl－是稳定结构
解析：Cl2是黄绿色、有毒气体 但Cl－不具有这些性质；Cl－中化合价处于最低价态 故只有还原性；Cl－已达8 e－结构 属稳定结构．
答案：D
5．检验某溶液中是否含有Cl－ 正确的操作是
A．取样 滴加AgNO3溶液 看是否有白色沉淀
B．取样 先加盐酸酸化 再加入AgNO3溶液 看是否有白色沉淀生成
C．取样 先加稀HNO3酸化 再加入AgNO3溶液 看是否有白色沉淀生成
D．取样 加少量AgNO3溶液 有白色沉淀 再加稀HNO3 看白色沉淀是否消失
答案：CD
6．实验室用二氧化锰和浓盐酸来制取氯气 主要操作有：①将烧瓶固定在铁架台上②把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯确定铁圈高度 固定铁圈放好石棉网③用药匙向烧瓶中加二氧化锰 再向分液漏斗中加入浓盐酸 并将导气管放入集气瓶中④检查装置的气密性⑤在烧瓶上装好分液漏斗 连接好导气管．则最好的实验操作顺序是
A．②③④①⑤
B．②①④③⑤
C．②①⑤④③
D．②①③④⑤
解析：这类操作的一般步骤是：组装仪器→检验气密性→加药品制取．
答案：C
7．除去氯气中混有的少量的氯化氢气体 最好选用
A．水
B．饱和食盐水
C．纯碱溶液
D．烧碱溶液
答案：B
8．关于次氯酸性质的描述 错误的是
A．不稳定 易分解放出氧气
B．能使潮湿的有色布条褪色
C．是一种很强的氧化剂
D．是一种比碳酸酸性强的酸
解析：HClO是一种较强的氧化剂 能使湿的有色布条褪色 其酸性比H2CO3弱 见光或受热易分解．
答案：D
9．下列离子方程式中错误的是
A．实验室制氯气 MNO2＋４H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
B．在氯化锰溶液中滴入硝酸银试液Ag＋＋Cl－＝AgCl↓
C．碳酸银溶于稀硝酸中CO ＋2H＋＝CO2↑＋H2O
D．在硫酸铜溶液中滴入氢氧化钡试液 SO ＋Ba2＋＝BaSO4↓
解析：C中Ag2CO3是难溶物不应写成CO D中还有Cu(OH)2沉淀生成．
答案：CD
10．下列关于漂白粉的叙述正确的是
A．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2
B．漂白粉在空气中久置后能变质
C．漂白粉是由Cl2与石灰乳制得
D．在使用漂白粉时应用浓盐酸
解析：对于漂白粉 要掌握有关它的制法、性质、用途、用法、注意事项、漂白原理等内容．制法：Cl2气通入石灰乳；有效成分：Ca(ClO)2；用途：漂白剂、消毒；漂白原理：在水中或与酸作用生成HClO HClO有漂白、杀菌作用．故C对 漂白粉在空气中发生反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO 显然久置会变质．D选项中使用浓盐酸 效果反而不好 因为Ca(ClO)2的强氧化性 会将氯离子氧化：
Ca(ClO)2＋4HCl(浓)＝ CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O．
答案：BC
11．将氯水分别加入下列溶液：(1)紫色石蕊试液(2)氯化亚铁溶液(3)碳酸钠溶液
(4)氢硫酸(5)硝酸银溶液．观察有何变化？写出有关方程式．
解析：氯水是一种混合物 在氯水中有多种离子和分子 在不同的反应中 起作用的成分有所不同 而且HClO有漂白作用．故在(1)中既有H＋作用显红色 HClO又将红色漂白；在(3)中起作用的是H＋ 而HClO的酸性弱于H2CO3；在(5)中起作用的是Cl－ 会生成白色沉淀AgCl；在(2)、(4)中．Fe2＋和H2S都具有还原性 氯水中Cl2可将它们氧化成Fe3＋和S 因而可观察到不同的变化．
答案：(1)先变红后褪色 Cl2＋H2O＝HCl＋HClO HCl＝H＋＋Cl－
(2)溶液由淡绿色变棕黄色 2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3
(3)有无色气泡产生 2HCl＋Na2CO3＝2NaCl＋H2O＋CO2↑
(4)出现淡黄色浑浊 H2S＋Cl2＝2HCl＋S↓
(5)产生白色沉淀 HCl＋AgNO3＝AgCl↓＋HNO3
12．山区某工厂 在山坡的仓库里贮存许多氯气钢瓶．一天 仓库里有一只钢瓶损坏 造成氯气外泄 请你帮助工人 应该如何处理？
答案：把损坏的钢瓶放入深坑中 并用石灰掩埋．
13．使浓盐酸与足量的MnO2共热制取Cl2 实际产生的Cl2总比理论值低 其原因是____________________________________．
解析：浓HCl能与MnO2反应 而稀HCl不能与MnO2反应．
答案：因为MnO2足量 理论上浓盐酸应完全反应 但随着反应的进行 盐酸浓度减小 后来变为稀盐酸 就不再与MnO2反应了．
14．工业上贮存氯气有两种方法 一是将Cl2液化 贮存于钢瓶中；二是用强碱将Cl2吸收 制成固体 可长期保存 需用Cl2时 加入H2SO4可使Cl2释放出来．
①写出用NaOH吸收Cl2的离子反应方程式____________________________．
②写出释放Cl2的离子反应方程式____________________________．
答案：①Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
②Cl－＋ClO－＋2H＋＝Cl2↑＋H2O
15．已知浓硫酸与NaCl固体、MnO2固体混合共热可以产生氯气．
实验室里用下列仪器和药品来制取纯净的无水氯化铜 如图4—3．
图4—3
图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口 接口的弯曲和伸长等部分未画出．根据要求填写下列各小题空白．
(1)如果所制气体从左向右流向时 上述各仪器装置的正确连接顺序是(填各装置的序号)( )接( )接( )接( )接( )接( ) 其中②与④装置相连时 玻璃管接口(用装置中字母表示)应是______________接______________．
(2)装置②的作用是______________；装置④的作用是______________；装置⑥中发生反应的离子方程式是____________________________．
(3)实验开始时 应首先检验装置的____________________________ 其方法是______________；实验结束时 应先熄灭______________处的酒精灯．
(4)在装置⑤的烧瓶中 发生反应的化学方程式为______________．
(5)待充分反应后 装置①的玻璃管中剩余物呈______________色 冷却后 将制得的产物配成饱和溶液呈______________色．
解析：(1)仪器的连接思路是：制气 除杂质 干燥 收集或制备 尾气处理．且注意洗气装置进气管在液面之下 出气管在液面之上 即“长进短出”．
(2)装置⑤中发生的反应为：NaCl＋H2SO4 NaHSO4＋HCl MnO2＋4HCl MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 这样⑤中产生的Cl2中会混有HCl气体．根据HCl气体在水中溶解度比Cl2大得多 通过饱和食盐水(或水)可除去HCl气体 最后考虑除去Cl2中的水蒸气．
(3)装置气密性的检查是在装置连接好后而尚未放药品之前进行的．装置气密性的检查在初中实验中已涉及 在本题整套装置的气密性检查中 为使现象明显 可用酒精灯对烧瓶微热 以产生较大的压强差．
答案：(1)⑤ ③ ④ ② ① ⑥(⑤、③可调换) C B
(2)除去Cl2中的水蒸气 除去Cl2中的HCl Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
(3)气密性 按要求连接好装置 在⑥中盛半瓶水 然后在烧瓶底部稍加热 若在⑥中的导管口有气泡冒出 停止加热 导管口形成一段水柱 表明整套装置不漏气 ①
(4)MnO2＋2NaCl＋3H2SO4(浓) 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O或NaCl＋H2SO4(浓) NaHSO4＋HCl 4HCl＋MnO2 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(5)棕褐(或棕黄) 绿
(二)提升类
1．我国民间用盐渍法保存食品的原理是
A．NaCl可分解细菌产生的毒素
B．Cl－可杀死细菌
C．NaCl可抑制细菌产生毒素
D．盐使细菌失水死亡
答案：D
2．氯气是有毒气体 曾被德国法西斯制成毒气弹用于侵略战争．当这种毒气弹顺风爆炸时 通常可选用的防御办法是
①人躲到低洼的地方去 ②人躲到较高的地方去 ③多饮豆浆和牛奶 ④用沾有肥皂水的软布蒙面
A．①④
B．②③
C．②④
D．②③④
解析：Cl2比空气重 故人应躲在较高的地方去．肥皂水呈弱碱性 可以吸收Cl2 使其转化成Cl－．
答案：C
3．合乎实际并用于工业生产的是
A．Na在Cl2中燃烧制NaCl
B．高温分解石灰石制生石灰
C．Cl2与石灰乳作用制漂白粉
D．H2和Cl2充分混合点燃制HCl
答案：BC
4．有关氯水的下列叙述正确的是
A．新制氯水中只有Cl2和H2O分子
B．新制氯水可使蓝色石蕊试纸先变红后褪色
C．光照氯水有气泡逸出 该气体是Cl2
D．氯水放置数天后 溶液的酸性增强
解析：本题主要考查氯水的成分和性质以及分析问题、解决问题的应变能力．
选项A错 因氯水的成分至少有三种分子H2O、Cl2、HClO和四种离子H＋、Cl－、ClO－、OH－ 其中最多的离子是H＋ 最少的离子是OH－．B选项正确 因氯水中H＋可使石蕊试纸变红 此后氯水中的HClO又将红色物质氧化、漂白使之褪色．光照下 氯水中的HClO分解生成HCl和O2 逸出的气泡是O2 故C选项错．D项正确 氯水放置数天后 主要成分Cl2与H2O反应生成HCl和HClO HClO分解生成HCl 溶液中H＋浓度增大 故溶液的酸性增强．
答案：BD
5．实验室用下列两种方法制取氯气：①用含HCl 146 ｇ的浓盐酸与足量的MNO2反应；
②用87 g MNO2与足量的浓盐酸反应 则所得Cl2
A．①比②多
B．②比①多
C．一样多
D．无法比较
解析：从HCl与MNO2反应的化学方程式上可知146 g HCｌ与87 g MNO2恰好完全反应 但制Cl2时须用浓HCl才能反应．①中反应进行一段时间后 随盐酸浓度降低 反应不再进行 故146 g HCl不能完全反应；②中浓HCl足量 故MNO2可完全反应．因此②产生气体多．
答案：B
6．将适量的下列物质分别加到干燥的红色布条上 不能使其褪色的是
A．新制的氯水
B．盐酸
C．盐酸和次氯酸钠的混合溶液
D．液氯
解析：氯水、次氯酸盐等具有漂白性的实质是在一定条件下能生成具有强氧化性的HClO 而B、D不能．
答案：BD
7．在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气 制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗 有关理由叙述错误的是
A．防止氯气扩散到空气中造成污染
B．便于控制加入盐酸的量
C．长颈漏斗不便于添加液体
D．尽量避免HCl挥发到空气中
答案：C
8．下列离子方程式书写错误的是
A．氯气跟水反应Cl2＋H2O＝2H＋＋Cl－＋ClO－
B．二氧化锰跟浓盐酸共热制Cl2MnO2＋4H＋＋2Cl－ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
C．用氢氧化钠溶液吸收氯气Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O
D．向稀漂粉精溶液中通入足量二氧化碳Ca2＋＋2ClO－＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO
解析：A项中HClO是弱酸 不能改写成ClO－；D项中CO2足量 应生成Ca(HCO3)2．
答案：AD
9．制取氯水最好的方法是
图4—4
答案：C
10．工业上常用氯气给自来水消毒．某学生用自来水配制下列物质的溶液 不会产生明显药品变质的是
A．AlCl3
B．NaOH
C．NaHCO3
D．AgNO3
解析：自来水中有少量氯水 因发生Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
HCl＋NaHCO3＝NaCl＋CO2↑＋H2O
HCl＋AgNO3＝AgCl↓＋HNO3
反应而使药品变质．
答案：A
11．有A、B两支试管 A试管收集满了氯化氢气体 B试管有2/3是氯化氢气体 1/3是空气．如果两支试管同时倒扣于盛满水的容器中 可观察到的现象是：A试管______________ B试管______________．不考虑HCl的扩散 相同条件下两试管中盐酸的质量分数A______________B(填“＞”“＝”“＜”)．
答案：充满水 充水2/3 ＝
12．已知硫氰(SCN)2、氰气(CN)2和Cl2性质相似．试完成下列反应：
①(CN)2＋NaOH
②MNO2＋HSCN
解析：题目已告知 (SCN)2、(CN)2跟Cl2性质相似 又都是双组成分子．首先联想Cl2跟NaOH的反应、HCl跟MNO2的反应：
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
MNO2＋４HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
然后类比、模仿、创造(大胆)写出：
(CN)2＋2NaOH＝NaCN＋NaCNO＋H2O
MnO2＋4HSCN Mn(SCN)2＋(SCN)2↑＋2H2O
答案：(CN)2＋2NaOH＝NaCN＋NaCNO＋H2O
MNO2＋４HSCN Mn(SCN)2＋(SCN)2↑＋2H2O
13．用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中 当滴到最后一滴时红色突然消失．
试用文字简要说明产生上述现象的两种可能原因：
①________________________________________________________
②________________________________________________________
简述怎样用实验证明红色褪去的原因是①还是②．
________________________________________________________
答案：①Cl2跟NaOH反应碱性消失②过量氯水中的HClO把酚酞氧化褪色 向褪色后的溶液中再滴入稀NaOH溶液 如变红 说明原因是① 否则是②．
14．图4—5表示在没有通风橱收集纯净的氯气时设计的装置图 图中A、B是可控制的弹簧铁夹．
图4—5
(1)烧杯中盛放的液体是______________ 其作用是______________ 水槽中应盛放的液体是______________．
(2)简述操作过程：(从氯气已经产生开始)在收集氯气之前 应______________ 当氯气纯度合乎要求时 应______________．当氯气收集完毕时 应______________．
解析：据Cl2的实验室制法 排液体法收集Cl2 为降低Cl2在水中的溶解度且能除去HCl 而选用饱和食盐水 尾气吸收选用NaOH溶液．
答案：(1)NaOH溶液 吸收废Cl2 饱和食盐水
(2)当刚产生Cl2时 打开B夹 关上A夹 打开A夹 关闭B夹 关闭A夹 打开B夹
15．已知物质A、B、C、D、E、F有如下转化关系：
试根据上述变化 推断A、B、C、D、E、F的可能化学式．
解析：由于氯及其化合物、钠及其化合物之间相互转化关系的多向性 生成NaCl的反应途径的多样性(除了金属与非金属之间的化合外 酸、碱、盐、氧化物之间的不同反应都可能生成NaCl)．这些为解题思维的开放和发散提供了广阔的空间．
答案：第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
第六组
【阅读思考】
阅读材料1
化学家舍勒简介
卡尔·威廉·舍勒1742年12月19日出生于瑞典南部 是18世纪中期到18世纪后期的一位相当出名的科学家．
舍勒很早就对化学发生了兴趣 对于当时一些有名的化学书里的实验 他都重复做过．他进行了大量的实验研究 在实验研究中发现了许多新物质．1775年2月4日 舍勒当选为瑞典科学院院士．
舍勒早年曾在哥德堡、马尔默、乌普萨拉、斯德哥尔摩等地的药房短期工作过 大部分时间是在小城镇彻平的药房工作 大量实验研究也是在彻平进行的．舍勒经常处于穷困之中 大量的实验工作是用简陋的仪器在寒冷的实验室中进行的．他还经常在夜里工作 这大大损害了他的健康 得了哮喘病 使他在1786年5月21日过早地病故了 终年仅44岁．
舍勒的生命是短暂的 但他所取得的成果却相当多 他一生发现的新物质有30多种 这在当时是绝无仅有的．在舍勒一生的发现中 最为突出的贡献是发现氧气和氯气．
氯气的发现教材中已有介绍．氧气的发现是在1773年 舍勒分别通过硝酸钾、硝酸镁、碳酸银、碳酸汞、氧化汞等盐的热分解 以及软锰矿与浓硫酸的共热制得了氧气 并对氧气的性质进行了研究．舍勒把自己的研究成果汇集于《论空气和火的化学》一书中 但由于出版商的延误 此书1777年才出版．而英国化学家普利斯特里于1774年制得并研究了氧气后 很快就发表了论文．因此化学史上认为 舍勒和普利斯特里各自独立发现了氧气 他们都是氧气的发现者．
舍勒的很多实验研究成果 生前没有发表．1892年 纪念他诞生150周年之际 化学史学者详细整理了他生前的日记和书信 但并没有正式发表．直到1942年 纪念舍勒诞生200周年的时候 他的全部实验记录经重新整理之后 才正式发表 共有8卷之多．
思考：结合教材《氯气的发现》 从中可以学习前人的探索精神和科学态度 借用前人的思维 结合氧化还原反应的学习 你能用其他试剂来制取Cl2吗?
答案：可以．只要把含－1价的氯氧化成Cl2即可．如KMNO4、K2Cr2O7、KClO3、Ca(ClO)2等均可把浓盐酸氧化成Cl2．
阅读材料2
氯气的生产历史
氯气的生产方法经历了漫长的发展过程．1774年瑞典化学家舍勒用软锰矿(含有二氧化锰)和盐酸作用 首先制得了氯气：
4HCl(浓)＋MNO2 MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
然而 由于当时还不能够大量制得盐酸 故这种方法只限于实验室内制取氯气．后来法国化学家贝托雷把氯化钠、软锰矿和浓硫酸的混合物装入铅蒸馏器中 经过加热制得了氯气：
2NaCl＋3H2SO4(浓)＋MNO2 2NaHSO4＋MnSO4＋2H2O＋Cl2↑
因为此法原料易得 所以 自1774年舍勒制得氯气到1836年止 人们一直沿用贝托雷发明的方法来生产氯气．
1836年古萨格发明了一种焦化塔 用来吸收路布蓝法生产纯碱的过程中排出的氯化氢气体(以前这种含氯化氢的气体被认为是一种废气 从古萨格开始 才得到了充分利用)得到盐酸 从此盐酸才成为一种比较便宜的酸 可以广为利用．舍勒发明的生产氯气的方法 经过改进 到此时才成为大规模生产氯气的方法．
1868年狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂 在加热时 用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法：
４HCl＋O2 2H2O＋2Cl2↑
这种方法被称为狄肯法(又译为地康法)．
上面这些生产氯气的方法 虽然在历史上都起过一定的作用 但是它们与电解法生产氯气相比 无论从经济效益还是从生产规模上 都大为逊色．当电解法在生产上付诸实用时 上述生产氯气的方法就逐渐被淘汰了．
电解法的诞生要追溯到1833年．法拉第经过一系列的实验 发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时 能够获得氯气：
2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
后来 英国科学家瓦特也发现了这种方法 并在1851年获得了一份关于生产氯气的英国专利．但是由于当时没有实用的直流发电机以产生足够的电流 所以电解法也只能停留在实验室规模 不能付诸工业生产 而被束之高阁．一直到十九世纪七十至八十年代 出现了比较好的直流发电机 电解法才得到广泛的应用．从此 氯气的工业生产跨入了一个新纪元．
思考：历史上生产氯气有哪些方法 请用化学方程式表示．
答案：①４HCl(浓)＋MNO2 MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(舍勒法)
②2NaCl＋3H2SO4(浓)＋MNO2 2NaHSO4＋MnSO4＋Cl2↑＋2H2O(贝托雷法)
③４HCl＋O2 2H2O＋2Cl2↑(地康法)
④2NaCl＋2H2O 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(电解法)
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1．Cl2为何可应用于生化武器？
答案：氯气是一种黄绿色有毒的气体 它主要通过呼吸道侵入人体．氯气对上呼吸道黏膜会造成有害的影响 它会溶解在黏膜所含的水分里 生成次氯酸和盐酸 次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀 使呼吸道黏膜浮肿 大量分泌黏液 造成呼吸困难 所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽．症状重时 会发生肺水肿 使循环作用困难而致死亡．由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻．1 L空气中最多可允许含Cl2 0.001 mg 超过这个量就会引起人体中毒．所以 氯气曾被用作强杀伤性的武器．如在第一次世界大战期间 一次德军与英法军战士在比利时的伊普尔对峙 黎明时 英、法军前线战壕里的士兵突然看到一股阴森森的黄绿色气体逐渐向前袭来 很快数百名英、法军战士窒息而死 数千名士兵双目失明．这是1915年4月22日发生的令人发指的事件．由于Cl2有毒 所以 我们在闻Cl2气味时要用手在瓶口轻轻扇动 仅使极少量的Cl2飘入鼻孔．
2．目前我国饮用水消毒主要是用氯消毒法 即向自来水中通入一定量Cl2或加入漂白粉、漂粉精．你知道其中的原因吗?
答案：Cl2与水反应、漂白粉、漂粉精在水中都能生成强氧化性的HClO 具有杀菌消毒作用．
3．工业上常用H2跟Cl2反应生成HCl 让其溶于水合成盐酸．H2跟Cl2反应既可在点燃也可在光照条件下 那么工业上是选用哪种方式使二者反应的?为什么？
答案：点燃 光照会发生爆炸．
4．氯原子、氯分子、氯离子三种粒子的性质相同吗?谁最活泼?谁最稳定?
答案：不同 氯原子最活泼 氯离子最稳定．
5．怎样使用漂白粉才能使漂白效果更好?家庭中应怎样保存漂白粉?
答案：使用漂白粉时 可以向其中加少量稀酸 使其更快转化成HClO 效果更好．隔绝空气密封保存
毒理学简介
人吸入LCLo: 500 ppm/5M。
大鼠吸入LC50: 293 ppm/1H。小鼠吸入LC50: 137 ppm/1H。
氯气吸入后 主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡 导致相应的病变 部分氯气又可由呼吸道呼出。人体对氯的嗅阈为0.06mg/m^3; 90mg/m^3 可致剧咳; 120～180mg/m^3 30～60min可引起中毒性肺炎和肺水肿; 300mg/m^3时 可造成致命损害; 3000mg/m^3时 危及生命; 高达30000mg/m^3时 一般滤过性防毒面具也无保护作用。
中毒机理:氯气吸入后与粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道粘膜炎性水肿、充血和坏死; 新生态氧对组织具有强烈的氧化作用 并可形成具细胞原浆毒作用的臭氧。氯浓度过高或接触时间较久 常可致深部呼吸道病变 使细支气管及肺泡受损 发生细支气管炎、肺炎及中毒性肺水肿。由于刺激作用使局部平滑肌痉挛而加剧通气障碍 加重缺氧状态; 高浓度氯吸入后 还可刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。
临床表现
急性中毒主要为呼吸系统损害的表现。
a. 起病及病情变化一般均较迅速。
b. 可发生咽喉炎、支气管炎、肺炎或肺水肿 表现为咽痛、呛咳、咯少量痰、气急、胸闷或咯粉红色泡沫痰、呼吸困难等症状 肺部可无明显阳性体征或有干、湿性罗音。有时伴有恶心、呕吐等症状。
c. 重症者尚可出现急性呼吸窘迫综合征 有进行性呼吸频速和窘迫、心动过速 顽固性低氧血症 用一般氧疗无效。
d. 少数患者有哮喘样发作 出现喘息 肺部有哮喘音。
e. 极高浓度时可引起声门痉挛或水肿、支气管痉挛或反射性呼吸中枢抑制而致迅速窒息死亡。
f. 并发症主要有肺部继发感染、心肌损害及气胸、纵隔气肿等。
g. X线检查:可无异常 或有两侧肺纹理增强、点状或片状边界模糊阴影或云雾状、蝶翼状阴影。
h. 血气分析:病情较重者动脉血氧分压明显降低。
i. 心电图检查:中毒后由于缺氧、肺动脉高压以及植物神经功能障碍等 可导致心肌损害及心律失常。
眼损害:氯可引起急性结膜炎 高浓度氯气或液氯可引起眼灼伤。
皮肤损害:液氯或高浓度氯气可引起皮肤暴露部位急性皮炎或灼伤。
处理
吸入气体者立即脱离现场至空气新鲜处 保持安静及保暖。眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗。
吸入后有症状者至少观察12小时 对症处理。吸入量较多者应卧床休息 吸氧 给舒喘灵气雾剂、喘乐宁(Ventolin)或5%碳酸氢钠加地塞米松等雾化吸入。
急性中毒时需合理氧疗; 早期、适量、短程应用肾上腺糖皮质激素; 维持呼吸道通畅; 防治肺水肿及继发感染 参见<急性刺激性气体中毒性肺水肿的治疗>;
其他对症处理。
眼及皮肤灼伤按酸灼伤处理 参见<化学性眼灼伤的治疗>和<化学性皮肤灼伤的治疗>。
标准
车间空气卫生标准：中国MAC 1 mg/m^3; 美国ACGIH TLV-STEL 2.9 mg/m3 (1 ppm); TLV-TWA 1.5 mg/m3 (0.5 ppm)
中国职业病诊断国家标准：职业性急性氯气中毒诊断标准及处理原则GB4866-1996。
危规：GB2.3类23002(液化的)。原铁规:剧毒气体 31001。UN NO.1017。IMDG CODE 2028页 2类。副危险6.1 。
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