氯氣的物理化學性質

  氯氣,化學式為Cl₂。常溫常壓下為黃綠色氣體,有強烈刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,可溶於水,易壓縮經壓縮可液化為金黃色液態氯,是氯鹼工業的主要產品之一,用作強氧化劑與氯化劑。下面小編給你分享,歡迎閱讀。

  氯氣的物理性質

  狀態

  通常情況下為有強烈刺激性氣味的

  黃綠色的有毒氣體。

  密度

  氯氣密度是空氣密度的2.5倍,標況下ρ=3.21kg/m³。

  易液化

  熔沸點較低,常溫常壓下,熔點為-101.00℃,沸點-34.05℃,常溫下把氯氣加壓至600~700kPa或在常壓下冷卻到-34℃都可以使其變成液氯,液氯即Cl₂,液氯是一種油狀的液體,其與氯氣物理性質不同,但化學性質基本相同。

  溶解性

  可溶於水,且易溶於有機溶劑

  ***例如:四氯化碳***,難溶於飽和食鹽水。1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣,形成黃綠色氯水,密度為 3.170g/L,比空氣密度大。

  結構

  原子結構:氯原子最外層有7個電子,反應中易得到1個電子或共用一個電子對達到穩定結構***共價鍵***

  分子結構:氯分子為雙原子分子,分子式Cl₂。

  離子結構:氯離子最外層有8個電子,因而很穩定。

  氯氣的化學性質

  毒性

  氯氣是一種有毒氣體,它主要通過呼吸道侵入人體並溶解在黏膜所含的水分裡,生成次氯酸和鹽酸,對上呼吸道黏膜造成損傷:次氯酸使組織受到強烈的氧化;鹽酸刺激黏膜發生炎性腫脹,使呼吸道黏膜浮腫,大量分泌黏液,造成呼吸困難,所以氯氣中毒的明顯症狀是發生劇烈的咳嗽。症狀重時,會發生肺水腫,使迴圈作用困難而致死亡。由食道進入人體的氯氣會使人噁心、嘔吐、胸口疼痛和腹瀉。1L空氣中最多可允許含氯氣0.001mg,超過這個量就會引起人體中毒。

  金屬

  1、金屬鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉。

  現象:鈉在氯氣裡劇烈燃燒,產生大量的白煙,放熱。

  2、銅在足量氯氣中燃燒生成氯化銅。

  現象:紅熱的銅絲在氯氣裡劇烈燃燒,瓶裡充滿棕黃色的煙,加少量水後,溶液呈藍綠色***綠色較明顯***,加足量水後,溶液完全顯藍色。

  3、鐵在氯氣中燃燒生成三氯化鐵。

  現象:鐵絲在氯氣裡劇烈燃燒,瓶裡充滿棕紅色煙,加少量水後,溶液呈黃色。

  4.鎂帶在氯氣中燃燒生成氯化鎂。

  注:氯氣具有強氧化性,加熱下可以與所有金屬反應,如金、鉑在熱氯氣中燃燒,而與Fe、Cu等變價金屬反應則生成高價金屬氯化物。

  常溫下,乾燥氯氣或液氯不與鐵反應,只能在加熱情況下反應,所以可用鋼瓶儲存氯氣***液氯***。

  非金屬

  1、與氫氣的反應

  H₂+Cl₂=點燃=2HCl***工業製鹽酸方法,工業先電解飽和食鹽水,生成的氫氣和氯氣燃燒生成氯化氫氣體。***

  現象:H₂在Cl₂中安靜地燃燒,發出蒼白色火焰,瓶口處出現白霧。

  H₂+Cl₂=光照=2HCl

  現象:見光爆炸,有白霧產生。

  需要注意的是:將點燃的氫氣放入氯氣中,氫氣只在管口與少量的氯氣接觸,產生少量的熱;點燃氫氣與氯氣的混合氣體時,大量氫氣與氯氣接觸,迅速化合放出大量熱,使氣體急劇膨脹而發生爆炸。工業上製鹽酸使氯氣在氫氣中燃燒。氫氣在氯氣中爆炸極限是9.8%~52.8%

  2、與磷的反應

  2P+3Cl₂***少量***==2PCl₃***液體農藥,霧***

  2P+5Cl₂***過量***==2PCl***固體農藥,煙***

  現象:產生白色煙霧.

  3、與其他非金屬的反應

  實驗證明,在一定條件下,氯氣還可與S、Si等非金屬直接化合。

  2S+Cl₂=點燃=S₂Cl₂

  水

  在該反應中,氧化劑是Cl₂,還原劑也是Cl₂,本反應是歧化反應。

  氯氣遇水會產生次氯酸,次氯酸具有淨化***漂白***作用,用於消毒——溶於水生成的HClO具有強氧化性。

  化學方程式是:

  Cl₂+H₂O=HCl+HClO***可逆反應***

  家用84消毒液與潔廁液混用會導致氯氣中毒的原理就是此反應的逆反應。因為84消毒液的主要成分為NaClO,潔廁液的主要成分為鹽酸,兩者相遇會產生大量熱,並放出氯氣。

  二氧化硫與水

  SO₂+Cl₂+2H₂O=H₂SO₄+2HCl

  鹼溶液

  Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

  2Cl2+2Ca***OH***2=CaCl₂+Ca***ClO***2+2H2O

  上述兩反應中,Cl₂作氧化劑和還原劑,是歧化反應。

  Cl2+ 2OH-***冷*** = ClO-+ Cl-+ H2O

  3Cl2+ 6OH-***熱*** = ClO3-+ 5Cl-+ 3H2O

  鹽溶液

  Cl2+2FeCl2=2FeCl3

  Cl2+Na2S=2NaCl+S ***中學階段用來證明氯氣非金屬性和氧化性比硫強。***

  氣體

  Cl的化學性質比較活潑,容易與多種可燃性氣體發生反應。

  如:CH、H₂、C₂H₂等。

  有機物

  甲烷的取代反應:

  CH₄+Cl₂=光照=CH₃Cl+HCl

  CH₃Cl+Cl₂==CH₂Cl₂+HCl

  CH₂Cl₂+Cl₂==CHCl₃+HCl

  CHCl₃+Cl₂==CCl₄+HCl

  加成反應:

  CH₂=CH₂+Cl₂==CH₂ClCH₂Cl***1,2-二氯乙烷***

  和二硫化碳反應:

  CS+3Cl=95~100℃=CCl+SCl