| 词条 | 氯气 |
| 释义 | 氯气常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯，是氯碱工业的主要产品之一，用作为强氧化剂与氯化剂。氯混合 5%（体积）以上氢气时有爆炸危险。氯能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物。氯在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。 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个电子或共用一个电子对达到稳定结构。 2.分子结构：氯分子为双原子分子，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 物理性质1.颜色\\气味\\状态：通常情况下为有强烈刺激性气味的有毒的黄绿色的气体。 2.密度：比空气密度大，标况时是ρ=M/V(m)=(71g/mol)/(22.4L/mol)=3.17g/L。 3.易液化。熔沸点较低，在101kPa下，熔点-107.1°C，沸点-34.6°C，降温加压可将氯气液化为液氯，液氯即Cl2，其与氯气物理性质不同，但化学性质基本相同。 4.溶解性：可溶于水，且易溶于有机溶剂(例如：四氯化碳），难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成氯水，密度为3.170g/L，比空气密度大。 化学性质毒性氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：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。1L空气中最多可允许含氯气0.001mg，超过这个量就会引起人体中毒。 助燃性在一些反应中，氯气可以支持燃烧。 【例】 现象：钠在氯气里剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热。 2Na+Cl2=点燃=2NaCl 现象：红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色。 Cu+Cl2=点燃=CuCl2 现象：铁丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕红色烟，加少量水后，溶液呈黄色。 2Fe+3Cl2=点燃=2FeCl3与金属反应 【例】 钠在氯气中燃烧生成氯化钠 化学方程式：2Na+Cl2=2NaCl（条件：点燃） 现象：见上 注：氯气具有强氧化性，一定条件下可与除Pt、Au外大部分金属反应，而与Fe、Cu等变价金属反应则生成高价金属氯化物 常温下，干燥氯气或液氯不与铁反应，所以可用钢瓶储存氯气。 与非金属反应【例】 1、与氢气的反应 H2+Cl2=点燃=2HCl（工业制盐酸方法，工业先电解饱和食盐水，生成的氢气和氯气燃烧生成氯化氢气体） 现象：H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口处出现白雾。 H2+Cl2=光照=2HCl 现象：见光爆炸，有白雾产生。 需要注意的是：将点燃的氢气放入氯气中，氢气只在管口与少量的氯气接触，产生少量的热；点燃氢气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体急剧膨胀而发生爆炸.工业上制盐酸使氯气在氢气中燃烧. 2、与磷的反应 2P+3Cl2(少量）=点燃=2PCl3(液体农药，雾） 2P+5Cl2(过量）=点燃=2PCl5(固体农药，烟） 现象：产生白色烟雾 3、与其他非金属的反应 实验证明，在一定条件下，氯气还可与S、Si等非金属直接化合 2S+Cl2=点燃=S2Cl2 Si+2Cl2=加热=SiCl4 与水反应在该反应中，氧化剂是Cl2，还原剂是也是Cl2，本反应是歧化反应。 氯气遇水会产生次氯酸，次氯酸具有净化作用，用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性 化学方程式是： Cl2+H2O=HCl+HClO（可逆反应） 与碱溶液反应【例】 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 上述两反应中，Cl2作氧化剂和还原剂，是歧化反应。 (Cl2 + 2OH(-) (冷） = ClO(-) + Cl(-) + H2O 3Cl2 + 6OH(-) (热） = ClO3(-) + 5Cl(-) + 3H2O 与盐溶液反应 【例】 Cl2+2FeCl2=2FeCl3 Cl2+Na2S=2NaCl+S (中学阶段用来证明氯气非金属性比硫强） 与气体反应Cl2的化学性质比较活泼，容易与多种可燃性气体发生反应。 如：H2、C2H2等。 相对原子质量 氯 Cl 35.453 与有机物反应【例】 甲烷的取代反应： CH4+Cl2=光照=CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2=光照=CH2Cl2+HCl CH2Cl2+Cl2=光照=CHCl3+HCl CHCl3+Cl2=光照=CCl4+HCl 加成反应： CH2=CH2+Cl2=催化剂=CH2ClCH2Cl(1,2-二氯乙烷) 和二硫化碳反应： 2Cl2+CS2==Fe==CCl4+2S 用途①消毒（温馨小提示：自来水常用氯气消毒，1L水里约通入0.002g氯气，消毒原理是其与水反应生成了次氯酸，它的强氧化性能杀死水里的病菌。而之所以不直接用次氯酸为自来水杀菌消毒，是因为次氯酸易分解难保存、成本高、毒性较大，则用氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成达到平衡，浓度适宜，水中残余毒性较少） ②制盐酸 ③制漂白粉 ④制多种农药（如六氯代苯，俗称666） ⑤制氯仿等有机溶剂 ⑥制塑料（如聚氯乙烯塑料）等 Cl2可用来制备多种消毒剂，含Cl的消毒剂有ClO2,NaClO,Ca（ClO）2 制取1．工业生产中用直流电电解饱和食盐水法来制取氯气： 2NaCl+2H2O=电解= H2↑+Cl2↑+2NaOH 2．实验室通常用氧化浓盐酸的方法来制取氯气： 常见的氧化剂有：MnO2、K2Cr2O7（重铬酸钾）、KMnO4、Ca(ClO)2 注意氯酸盐绝对不能用来制备氯气，因为会生成大量难以分离且易爆炸的ClO2 发生的反应分别是： 4HCl(浓）+MnO2 =加热=MnCl2+Cl2↑+2H2O [课本上的制法，比较浪费盐酸，家庭实验推荐用次氯酸钙[漂白粉]与稀盐酸反应，注意最好用稀盐酸，浓盐酸会造成浪费，且反应速率过快。] 14HCl+K2Cr2O7=2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑[此反应用的盐酸比较稀的话，微热即可反应，没有盐酸可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物代替，也可产生氯气] 16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑[此反应用的盐酸比较稀的话，微热即可反应，没有盐酸可用一种非还原性酸和氯化钠的混合物代替，也可产生氯气]] 4HCl+Ca(ClO)2=CaCl2+2H2O+2Cl2↑{此反应需要的盐酸很稀，1mol/L便可以剧烈反应} 如不用浓盐酸，亦可用NaCl(固体）跟浓硫酸来代替．如： 2NaCl+MnO2+3H2SO4（加热）=2NaHSO4+MnSO4+Cl2↑+2H2O 尾气处理及离子反应 用NaOH溶液。 2OH- + Cl2 =Clˉ+ ClOˉ + H2O 第一个瓶子内的是饱和食盐水是为了除盐酸 第二个是浓硫酸是为了除水蒸气 发现氯气的发现应归功于瑞典化学家舍勒。舍勒是18世纪中后期欧洲的一位相当出名的科学家，他从少年时代起就在药房当学徒，他迷恋实验室工作，在仪器、设备简陋的实验室里他做了大量的化学实验，涉及内容非常广泛，发明也非常多，他以其短暂而勤奋的一生，对化学做出了突出的贡献，赢得了人们的尊敬。 舍勒发现氯气是在1774年，当时他正在研究软锰矿（二氧化锰),当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受，但是当他确信自己制得了一种新气体后，他又感到一种由衷的快乐。 舍勒制备出氯气以后，把它溶解在水里，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气以后，到1810年，许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间，氯气一直被当作一种化合物。直到1810年，戴维经过大量实验研究，才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine,这个名称来自希腊文，有“绿色的”意思。中国早年的译文将其译作“绿气”，后改为氯气。 居家氯气中毒 家用84消毒液与洁厕液混用会导致氯气中毒，因为84消毒液的主要成分为NaClO，洁厕液的主要成分为盐酸，两者相遇会产生大量热，并放出氯气。 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）和浓盐酸作用，首先制得了氯气： 4HCl(浓）+MnO2=加热= MnCl2+2H2O+Cl2↑（条件：加热） 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=加热=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（Na2CO3）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。 生产液化氯气生产 工业上氯气主要由电解食盐水溶液制得（见氯碱生产过程）；此外，氯气也由盐酸回收取得，例如：气态氯化氢的催化氧化；用二氧化硫直接氧化氯化氢；盐酸水溶液的电解等。极少量的氯气是钠、钙、镁的熔融氯化物电解的副产品。 氯气液化 氯气通常可直接利用，但为了制取纯净的氯气，并考虑贮运的方便，而把一部分氯气进行液化制成液氯，用钢瓶或槽车运往用户。生产中，将从电解槽出来的热氯气（其中含有少量氢、氧和二氧化碳等杂质），用冷水洗涤或在换热器内冷凝脱水，再用硫酸干燥（必要时可以液氯洗涤以除去水分和杂质），然后送去液化。因湿氯对铁有腐蚀作用，液化前氯中水分应低于50ppm。 氯气液化的温度和压力范围很大，工业生产上分为低压法、中压法和高压法。低压法在氯气为0.078～0.147MPa（表压），冷却温度为-35～-40℃下进行液化。中压法在氯气为0.245～0.49MPa，冷却温度为-15～-20℃下进行液化。高压法的氯气为0.98～1.17MPa,用15～25℃水冷却即可液化。高压法比低压法能耗低，循环水用量少，但设备费用较高，适于大规模生产使用，中、小型氯碱厂多采用中压法。液化率由氯中含氢量来决定。液化尾气中含氢不得超过4%(体积）。尾气含60%～70%的氯气可作为合成盐酸、氯苯、次氯酸盐的原料气，也可经过深度净化精制，使液化率达到98%～99%。 安全贮运液氯在生产和贮运中易发生下列问题：①液化尾气中氯气、氢气与空气的混合气爆炸；②包装容器中残存有机物杂质与氯气反应爆炸；③水和食盐水溶液中铵盐带入液化系统，会使液氯中三氯化氮积累而引起爆炸。当液氯蒸发用完后，所用容器均须用水和碱水冲洗，以除去被三氯化氮污染的液氯后，方能修理和使用。氯是剧毒物，生产中对受压容器等设备应严格要求，防止氯气泄漏。空气中氯气允许浓度不大于1ppm。 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。氯气中毒不可以进行人工呼吸。 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. 病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/m^3 (1 ppm); TLV-TWA 1.5 mg/m^3 (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。 常用方程式Cl2 + H2O ==（可逆号） Cl- + H+ + HClO Cl2 + 2OH(-) (冷） = ClO(-) + Cl(-) + H2O 3Cl2 + 6OH(-) (热） = ClO3(-) + 5Cl(-) + 3H2O Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2 Cl2 + H2SO3 + H2O == 2Cl- + SO42- + 4H+ Cl2 + H2S == 2Cl- + 2H+ + S↓ Cl2 + 2Fe2+ == 2Fe3+ + 2Cl-（向FeBr2溶液中少量Cl2） 3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- == 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-（足量Cl2） 2Cl2 + 2Fe2+ + 2Br- == 2Fe3+ + Br2 + 4Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 1 ：1时） 8Cl2 + 6Fe2+ + 10Br-== 6Fe3+ + 5Br2 + 16Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 3 ：4时） Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2 Cl2 + 2I- == I2 + 2Cl-（向FeI2溶液中通入少量Cl2） 3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-== 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl- （足量Cl2） 4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- == 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- （当n(FeI2)/n(Cl2)= 3 ：4时） 2Cl- + 4H+ + MnO2== Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O Cl- + Ag+ == AgCl↓ ClO- + H+ == HClO ClO- + SO2 +H2O == 2H+ + Cl- + SO42- ClO- + H2O= HClO + OH- 氯气的作用和危害氯气是一种刺激性气体，含有剧毒（曾经在一战中作为化学武器使用），可用来做消毒剂使用.央视报道加热后即可消除氯气，这是为自来水水厂辩护，还是依据科学实验消除大家的误会？本文就常见的问题做出解答。 1、氯气与水结合会产生什么反应？ 原理：氯气与水结合的反应是 氯气 + 水 = 氯化氢 + 次氯酸 其中次氯酸写作 HClO 氯在这个分子中成正一价。 这个反应是平衡反应，四种物质都是同时存在的。 如果你要问，上一题说了是平衡反应，氯气能在水中生成次氯酸，次氯酸就应该能生成氯气。可是自来水中没有氯化氢，所以不能生成氯气。 2、氯气对健康的危害：氯气腐蚀呼吸道粘膜，刺激并干扰呼吸中枢神经。别的就没什么了。主要作用是引起水肿干扰组织功能正常实现。也有氯气造成失明的报道。 3、氯气消毒过程 自来水生产中通常用适量的氯气杀菌消毒,其与水反应的产物之一是盐酸,则用来判别自自来水生产中通常用适量的氯气杀菌消毒,其与水反应的产物之一是盐酸,则用来判别自来水是否用氯气消毒可用试剂 .A.氢氧化钠溶液 B.氯化钡溶液 C.硝酸银溶液 D.紫色石蕊试液 紫色石蕊试液为什么不行？银的金属活动性不是在H后面么，怎么会和盐酸反应？ 这个与金属活动性顺序表无关，这里的反应不是单质银与盐酸反应，而是银离子可以与盐酸电离产生的氯离子发生复分解反应生成AgCl白色沉淀，银离子常被用来检验溶液中氯离子的存在。Ag+ + Cl- =AgCl（沉淀），石蕊是酸碱指示剂，不能以酸碱指示剂来作氯元素判别。即便氯气与水作用将形成H+，但这个量对大量水的PH值的改变很小，且自来水厂要对水作PH值调整之后才会出厂，所以石蕊不能作为判定。 用氯气可以杀菌消毒，而氯气与水反应的产物之一是HCL。有人把自来水当纯净水出售。用什么化学试剂来辨真伪。很简单在水中加入硝酸银。 |
| 随便看 |
百科全书收录4421916条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。