物质氯气

氯气

一种黄绿色的、有刺激性气味的、有毒的卤素单质气体。

物理性质

ρCl2=2.98 g/L>ρ空气\rho_{\rm{Cl_2}} = 2.98\text{ g/L} > \rho_{空气}
性质
颜色黄绿色
气味有刺激性
密度 (ρ\rho)2.98 g/L2.98\text{ g/L} (大于空气)
溶解性常温下,1 体积水溶解 2 体积 Cl2\rm Cl_2
有毒
熔点101.5°C-101.5\celsius
沸点34.0°C-34.0\celsius

化学性质

与金属反应

与金属点燃,生成金属氯化物。生成的金属氯化物中金属处于最高价态。

2Fe+3Cl2=点燃2FeCl3\rm 2Fe + 3Cl_2 \xlongequal{点燃} 2FeCl_3

火星四射,生成黄褐色烟。


Cu+Cl2=点燃CuCl2\rm Cu + Cl_2 \xlongequal{点燃} CuCl_2

生成棕黄色烟。

CuCl2\rm CuCl_2 溶于水,溶液呈蓝绿色。浓度大时,呈绿色;浓度小时,呈蓝色。


2Na+Cl2=点燃2NaCl\rm 2Na + Cl_2 \xlongequal{点燃} 2NaCl

发出黄光,生成白色固体。

与非金属反应

与氢气反应

H2+Cl2=点燃2HCl\rm H_2 + Cl_2 \xlongequal{点燃} 2HCl

安静燃烧,发出苍白色火焰,生成白雾。用于氯气的工业制法


H2+Cl2=光照2HCl\rm H_2 + Cl_2 \xlongequal{光照} 2HCl

发生爆炸,生成白雾。

与磷反应

2P+3Cl2=点燃2PCl3\rm 2P + 3Cl_2 \xlongequal{点燃} 2PCl_3 2P+5Cl2=点燃2PCl5\rm 2P + 5Cl_2 \xlongequal{点燃} 2PCl_5

PCl3\rm PCl_3 是无色的雾状小液滴,PCl5\rm PCl_5 是固体。以上反应同时发生,生成白色烟雾。

⚠️

该反应是中学化学中唯一一个同时生成烟和雾的反应。

与硅反应

Si+Cl2=高温SiCl4\rm Si + Cl_2 \xlongequal{高温} SiCl_4

与还原性物质反应

KI\rm KI 溶液反应

Cl2+2KI=2KCl+I2\rm Cl_2 + 2KI \xlongequal{} 2KCl + I_2

SO2\rm SO_2 的水溶液反应

Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl\rm Cl_2 + SO_2 + 2H_2O \xlongequal{} H_2SO_4 + 2HCl
⚠️

Cl2\rm Cl_2SO2\rm SO_2 1:11:1 混合,失去漂白作用。

FeCl2\rm FeCl_2 反应

Cl2+2FeCl2=2FeCl3\rm Cl_2 + 2FeCl_2 \xlongequal{} 2FeCl_3

与水反应

H2O+Cl2HCl+HClO\rm H_2O + Cl_2 \rightleftharpoons HCl + HClO

这将会制得氯水

制法

实验室制法

MnO2+4HCl()=MnCl2+Cl2+2H2O\rm MnO_2 + 4HCl(浓) \xlongequal{\triangle} MnCl_2 + Cl_2 \uparrow + 2H_2O

详见氯气的实验室制法

工业制法

H2+Cl2=点燃2HCl\rm H_2 + Cl_2 \xlongequal{点燃} 2HCl

注意 H2\rm H_2 应包围 Cl2\rm Cl_2 ,使有毒的 Cl2\rm Cl_2 充分反应。