氯气的用途和性质

文/陈宇航

氯气的用途和性质

一、氯气的用途和性质

1、氯气的发现:1774年,瑞典化学家舍勒在研究软锰矿(主要成分是$\ce{MnO2}$)的过程中,将它与浓盐酸混合加热,产生了一种黄绿色的气体,有强烈的刺鼻气味。该黄绿色的气体即为氯气。

2、氯气的物理性质:黄绿色、有强烈刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,能溶于水。

3、氯气的化学性质

(1)与非金属单质反应

①与氢气反应

反应方程式:$\ce{H2 +Cl2\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃或光照} 2HCl}$

现象:安静燃烧发出苍白色火焰,瓶口有大量白雾;光照时剧烈反应发生爆炸,瓶口有白雾。

②与磷反应

$\ce{2P +3Cl2(少量)\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃} 2PCl3(液体) }$

$\ce{2P +5Cl2(过量)\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃} 2PCl5(固体) }$

(2)与金属单质反应

$\ce{2Na +Cl2\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃} 2NaCl(白烟) }$

$\ce{Cu +Cl2\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃}CuCl2(棕黄色烟,溶于水后溶液呈蓝绿色) }$

$\ce{2Fe +3Cl2\xlongequal[]{\displaystyle{}点燃} 2FeCl3(棕褐色烟,溶于水后溶液呈棕黄色) }$

(3)与水反应

$\ce{Cl2 +H2O\ce{<=>} HCl +HClO(歧化反应) }$

$\ce{Cl2 +2NaOH\xlongequal[]{\quad} NaCl +NaClO +H_2O}$

(4)与碱反应

$\ce{Cl2 +2NaOH\xlongequal[] NaCl +NaClO +H2O}$

(5)与还原性化合物反应

$\ce{Cl2 +2KI\xlongequal[]{\quad} 2KCl +I2(用湿润的KI淀粉试纸检验Cl2)}$

$\ce{Cl2 +SO2 +2H2O}$$\xlongequal[]{\quad} $$\ce{H2SO4 +2HCl}$($\ce{Cl2}$和$\ce{SO2}$以物质的量1∶1混合后失去漂白作用)

4、氯气的用途

(1)制盐酸、漂白粉等

(2)饮用水的消毒

(3)制农药

(4)制氯仿

(5)合成塑料

5、氯气的制法

(1)氯气的实验室制法:二氧化锰和浓盐酸反应。

化学方程式:$\ce{MnO_2 +4HCl(浓)\xlongequal{\displaystyle{}△} MnCl_2 +Cl_2↑+2H_2O}$

(2)氯气的工业制法:电解饱和食盐水。

$\ce{2NaCl +2H_2O\xlongequal {\displaystyle{}电解} 2NaOH +H_2↑ +Cl_2↑}$

二、氯气的用途的相关例题

下列说法不正确的是____

A.氯气是一种重要的化工原料,广泛应用于自来水的消毒和农药的生产等方面

B.钠钾合金在常温下是液体,可用作快中子反应堆的热交换剂

C.用硅制造的光导纤维具有很强的导电能力,可用于制作光缆

D.化肥的生产、金属矿石的处理、金属材料的表面清洗等都可能用到硫酸

答案:C

解析:氯气是一种重要的化工原料,可用于合成农药、塑料、橡胶、人造纤维、染料等,氯气与水反应生成的次氯酸具有强氧化性,能够杀菌消毒, A正确;钠钾合金在常温下为液态,具有良好的导热性,可用作快中子反应堆的导热剂, B正确;二氧化硅用于制作光导纤维,而不是单质硅,且光导纤维不导电,C错误;硫酸能与氨气反应生成硫酸铵,作铵肥,能与金属矿石、金属氧化物等发生反应, 可用于金属矿石的处理、金属材料的表面清洗,D正确。