化学必修一——氯
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省流
$\ce{2Na + Cl2 \xlongequal{点燃} 2NaCl}$ 黄色火焰，产生白烟
- $\ce{2Fe + 3Cl2 \xlongequal{点燃} 2FeCl3}$ 棕褐色烟，加水产生棕黄色溶液
- $\ce{Cu + Cl2 \xlongequal{点燃} CuCl2}$ 棕黄色烟，加水产生蓝色溶液
- $\ce{H2 + Cl2 \xlongequal{点燃或光照} 2HCl}$ 点燃：苍白色火焰，瓶口有白雾
- $\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}$
- $\ce{2HClO \xlongequal{光照} 2HCl + O2 ^}$
- $\ce{Cl2 + 2NaBr \xlongequal{} Br2 + 2NaCl}$ 加 $\ce{CCl4}$ -> 分层，下层为红棕色
- $\ce{Cl2 + 2KI \xlongequal{} I2 + 2KCl}$ 加 $\ce{CCl4}$ -> 分层，下层为紫色
物理的性质
- 黄绿色
- 有毒
- 刺激性气味
- 易液化
- 密度大于空气
- 溶于水（$V_{\ce{H2O}} : V_{\ce{Cl2}} \approx 1:2$）
反应
金属单质
氯气能与绝大多数金属反应，生成金属氯化物，把变价金属（如 $\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$）一般氧化到最高价。
\[\ce{2Na + Cl2 \xlongequal{点燃} 2NaCl}\]
黄色火焰，产生白烟
\[\ce{2Fe + 3Cl2 \xlongequal{点燃} 2FeCl3}\]
棕褐色烟，加水产生棕黄色溶液
⚠️ $\ce{Fe}$ 变成三价。
\[\ce{Cu + Cl2 \xlongequal{点燃} CuCl2}\]
棕黄色烟，加水产生蓝色溶液
非金属单质
\[\ce{H2 + Cl2 \xlongequal{点燃或光照} 2HCl}\]点燃：苍白色火焰，瓶口有白雾
氢气和氯气混合点燃或强光照射会发生爆炸。
碱
见后文 “漂白液、漂白粉和漂粉精”。
氯水
\[\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}\]自来水散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。
次氯酸 $\ce{HClO}$
- 弱酸性
- 强氧化性
- 杀菌消毒
- 漂白性
- 不稳定性
- $\ce{2HClO \xlongequal{光照} 2HCl + O2 ^}$
漂白液、漂白粉和漂粉精
\[\ce{Cl2 + 2OH- \xlongequal{} Cl- + ClO- + H2O}\]工业制取漂白液：
\[\ce{Cl2 + 2NaOH \xlongequal{} NaCl + NaClO + H2O}\]漂白液的有效成分是次氯酸钠 $\ce{NaClO}$。
工业制取漂白粉：氯气与冷的石灰乳反应
\[\ce{2Ca(OH)2 + 2Cl2 \xlongequal{} CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O}\]漂白粉的主要成分是 $\ce{CaCl2, Ca(ClO)2}$，有效成分是 $\ce{Ca(ClO)2}$。
如果主要成分只剩 $\ce{Ca(ClO)2}$，则得到漂粉精。
漂白液、漂白粉和漂粉精既可作漂白剂又可作消毒剂。
生效原理
\[\ce{Ca(ClO)2 + CO2 + H2O \xlongequal{} CaCO3 + 2HClO}\]⚠️$\ce{CaCO3}$ 不写沉淀。
\[\ce{NaClO + CO2 + H2O \xlongequal{} NaHCO3 + HClO}\]漂白液、漂白粉易变质（$\ce{HClO}$ 见光分解），需密封避光保存
84 消毒液（漂白液）与洁厕灵（浓盐酸）反应
\[\ce{NaClO + 2HCl(浓) \xlongequal{} Cl2 ^ + NaCl + H2O}\]强酸制弱酸
酸的酸性强度顺序：
\[\ce{HCl > CH3COOH > H2CO3 > HClO > HCO3-}\]酸的共轭碱的碱性强度顺序：
\[\ce{Cl- < CH3COOH- < HCO3- < ClO- < CO3^2-}\]氯水成分探究
新制氯水
\[\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}\]- 存在的分子：$\ce{Cl2, H2O, HClO}$
- 存在的离子：$\ce{H+, Cl-, ClO-, OH-}$
验证 $\ce{H+}$：新制氯水 + 紫色石蕊
往紫色石蕊溶液中滴加新制氯水，观察现象
- 紫色石蕊溶液先变红，后褪色
- 变红说明有 $\ce{H+}$
- 新制氯水中的 $\ce{HClO}$ 具有强氧化性，使石蕊溶液漂白
- （做补充实验后）使有色物质褪色的物质不是氯气本身，而是氯气与水反应生成的次氯酸。
验证 $\ce{Cl-}$：新制氯水 + 硝酸酸化硝酸银
白色沉淀
久置氯水
$\ce{HClO}$ 被光照变成 $\ce{HCl}$ 和氧气
所以久置氯水的成分就是 $\ce{HCl}$ 水溶液。
因此，新制氯水需要用棕色瓶与玻璃塞密封避光保存（橡胶塞不行！）。
卤素置换
\[\ce{Cl2 + 2NaBr \xlongequal{} Br2 + 2NaCl}\]加 $\ce{CCl4}$ -> 分层，下层为红棕色
\[\ce{Cl2 + 2KI \xlongequal{} I2 + 2KCl}\]
加 $\ce{CCl4}$ -> 分层，下层为紫色