氯气的生产原理和氯气的性质
氯气的制备与性质
氯气的制备与性质氯气（化学符号：Cl2）是一种黄绿色的有毒气体，具有强烈的刺激性气味。
它在工业和实验室中广泛应用，用于消毒、漂白、水处理等多种用途。
本文将探讨氯气的制备方法以及其重要性质。
一、氯气的制备氯气的制备方法有多种，下面将介绍几种常用的方法：1. 直接电解法：将氯化钠（NaCl）溶解在水中形成氯化钠溶液，并通过通电将其电解。
在电解过程中，氯化钠分解成氯气和氢气，分别在阴极和阳极上产生。
最后通过收集氯气，实现氯气的制备。
2. 方氧化氯法：方氧化氯是一种含氯化合物，具有强氧化性。
通过与酸反应，可以制备氯气。
常用的方氧化氯是五氯化磷（PCl5）和三氯化磷（PCl3）。
将方氧化氯与酸反应后，产生氯气和相应的盐酸。
3. 二氧化锰法：将二氧化锰（MnO2）与盐酸（HCl）反应，可以得到氯气。
二氧化锰在反应中起催化剂的作用，促进氯气的生成。
该方法常用于小规模制备氯气。
二、氯气的性质1. 物理性质：- 氯气是一种黄绿色气体，在常温下呈现为常压下有刺激性气味的气体。
其密度较大，大约为空气的2.5倍。
- 氯气有较高的溶解度，可以溶解于水和一些有机溶剂中。
溶解于水中会形成盐酸。
2. 化学性质：- 氯气具有强氧化性。
它可以与许多物质发生反应，引发氧化反应。
例如，与金属反应会形成相应的金属氯化物。
- 氯气在光照下可以与水反应生成次氯酸和盐酸，此反应是漂白的基础。
三、氯气的应用1. 漂白剂：氯气广泛应用于纸浆和纺织工业中，用于漂白纸张和纺织品。
氯气具有强氧化性，可以有效去除颜色和杂质，提高产品的白度。
2. 消毒剂：氯气是一种有效的消毒剂，被广泛用于水处理、游泳池、医疗设施等领域。
氯气能够破坏细菌、病毒和其他微生物的细胞结构，从而达到杀灭病原体的目的。
3. 化学工业：氯气是许多化学反应的重要原料，用于制备氯化物、溴化物、氯代烃等化学品。
它还被用于生产塑料、溶剂和合成橡胶等。
4. 制冷剂：氯气在制冷和空调系统中可以作为制冷剂使用。
氯气生产原理及性质
氯气生产原理及性质氯气是一种常见的化学物质，常用于工业生产和水处理等领域。
本文将详细介绍氯气的生产原理和性质。
一、氯气的生产原理：氯气的生产主要有两种方法：电解法和氯化法。
1.电解法：电解法是目前最常用的氯气生产方法。
其基本原理是利用电解池中的电解质溶液，在电解过程中，将电能转化为化学能，从而产生氯气和氢气。
电解池通常是一个具有阴阳两极的水槽，水槽中注入食盐溶液（NaCl），形成电解质溶液。
在电解过程中，阳极发生氧化反应，水分解成氧气和氢气：2Cl-→Cl2+2e-2H2O→O2+4H++4e-同时，阴极上的电子和氢离子结合，生成氢气：2H++2e-→H2从而在阳极处产生氯气，阴极处产生氢气。
2.氯化法：氯化法是氯气的另一种生产方法，它基于一些化学反应，将含氯化合物转化为氯气。
目前最常用的氯化法是氯化铁法。
在氯化铁法中，首先将铁粉与氯气反应生成氯化铁：2Fe+3Cl2→2FeCl3然后，将氯化铁与硫酸反应生成氯气：FeCl3+H2SO4→FeCl2+HCl+SO2+H2O这一方法的优点是较为简单，适用于小规模的氯气生产。
二、氯气的性质：1.外观与气味：氯气是一种淡黄色的气体，有刺激性的气味。
在高浓度下，氯气的气味非常强烈且刺激。
2.模式和密度：氯气的分子式为Cl2，由两个氯原子组成。
氯气的密度比空气大，约为2.5倍。
3.溶解性和酸碱性：氯气在水中具有一定的溶解性，可以与水反应生成盐酸（HCl）。
这也是氯气具有刺激性气味的原因之一4.化学反应：氯气具有较强的氧化性，可以与许多物质反应。
例如，氯气可以与氢气反应生成盐酸；可以与硫化氢反应生成硫黄和氯化氢；可以与有机物反应生成氯代烃等。
此外，氯气还具有消毒和漂白作用。
由于其强烈的氧化性和毒性，氯气在工业和水处理过程中需要小心处理，以避免对环境和人体造成危害。
三、氯气的应用：氯气在工业生产中有广泛的应用。
例如，氯气常用于生产塑料、橡胶、溶剂、金属和玻璃等化学产品。
氯气的生产原理和性质
1.实验室中制取氯气的反应原理有何特点? 提示:该反应原理的特点为“固体+液体 △ 气体”。 2.实验室制取的氯气中为何混有HCl气体杂质?能否选用水或 氢氧化钠溶液除去HCl气体杂质? 提示:浓盐酸具有挥发性,可挥发出HCl气体。氯气在水中溶 解度较大,会造成损失;氢氧化钠溶液会与氯气反应,故不可
(双选)如图是一种检验气体化学性质的实验装置,图中B为活 塞。如先打开B,在A处通入干燥氯气,C中红色布条颜色无变 化;当关闭B时,C中红色布条颜色褪去。则D瓶中盛有的溶液
可能是
(
)
A.浓硫酸 C.浓NaOH溶液
(1)连接上述仪器的正确顺序是(填各接口处的字母):
E接 , 接 , 接 , 接F 。
(2)在装置中:①饱和食盐水起的作用是
②浓硫酸起的作用是 。
,
(3)化学实验中检验是否有Cl2产生常用湿润的淀粉-KI试纸。 如果有Cl2产生,可观察到的现象是 写出反应方程式 (4)写出下列化学反应的化学方程式: ①气体发生装置中进行的反应: ; 。 ,
以使用水或氢氧化钠溶液。
3.除去多余的氯气能否选择澄清石灰水?
提示:不能,澄清石灰水中碱的溶解度太小,可能导致吸收氯
气不完全,从而造成污染。 4.选择氯气收集方法的依据是什么?还可以如何收集? 提示:选择气体的收集方法主要依据气体的密度和水溶性 ,氯 气的密度比空气大,可溶于水,而在饱和食盐水中的溶解度较 小,故可用向上排空气法或排饱和食盐水的方法收集。
2.向含有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加氯水,溶液红色褪去,如 何验证是什么原因造成的? 提示:可能有两种原因:一是氯水中具有强氧化性的HClO,它 的漂白性使溶液褪色;二是氯水中含有H+能中和OH-使溶液褪 色。 通过向褪色后的溶液中再加入氢氧化钠溶液 ,看溶液是否重
6氯气的生产原理和氯气的性质
二、氯气的化学性质
结构
决定
性质
推断：
+17 2 8 7
1.化学性质是否活泼？
2.活泼性的实质是什么？
强氧化性
Cl 易得e－
Cl2
结构分析： 活泼的非金属单质
第15页，共31页。
二、氯气的化学性质
1、与金属单质反应
2、与某些非金属单质反应
3、与水反应
4、与碱反应 5、与其它还原剂的反应
第16页，共31页。
H+、OH-
混合物
遇干燥的蓝
色石蕊试纸 无明显变化 先变红后褪色 变红
第26页，共31页。
4. 氯气与碱的反应
氯气和水反应生成HCl和HClO，试分析氯 气和碱溶液会不会反应？如果能反应，则 反应的生成物将会是什么？
次氯酸盐，金属氯化物和水
1.实验室制Cl2尾气吸收的原理 Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O 2.工业制漂白粉的原理 2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
第29页，共31页。
下图中的每一个方格表示有关一种反应物或生成物，其中饱和食盐 水和F为起始反应物。
NaOH A
饱
和 食
电解 Cl2 B
盐
水
H2 C
反应① D+ E
加入D
I
沉
F
加入
淀
G
B
H+ C
J
加入D
请填写下列空白：
（1）物质B是_____C_l，2 F是_______F，eJ是_______F。e(OH)3
理论上4molHCl与足量的MnO2反应产生氯气 的量和1molMnO2与足量的浓盐酸反应产生氯气
氯气生产原理及性质2015 -
直流电源
铁 棒
石 墨 棒
饱和食盐水
NaOH 溶液
1、工业生产氯气
以电解食盐水为基础制取氯气等产 反应原理： 品的工业称为“氯碱工业”。
通电
2NaCl＋2H2O
Cl2 ↑ ＋H2↑＋2NaOH
实验室又是怎么制氯气的呢？
氯气的发现史
1774年,瑞典化学家舍勒将浓盐酸（HCl） 加到 软锰矿(MnO2) 中发现了有刺激性气 味的黄绿色气体—— 氯气
2.实验室用下列两种方法制取氯气： ①用含HCl 146g的浓盐酸与足量的MnO2反应 ②用87g MnO2与足量的浓盐酸反应。 则所得Cl2质量 （ B ） A．①比②多 C．一样多 B．②比①多 D．无法比较
2、氯气的实验室制法
原 料： 二氧化锰、浓盐酸
MnCl2+2H2O+Cl2↑
反应原理： MnO2+4HCl(浓)
（1）发生装置的选择：
√
固液不加热型 固固加热型 固液加热型
2、氯气的实验室制法
氯气的密度比空气大，能溶于水却 难溶于饱和食盐水。 氯气的收集可以选择下列哪些装置？ （2）气体收集装置
排饱和食盐水
A
B
C
D
2、氯气的实验室制法
氯气有毒，但却能和碱发生反应。 氯气收集满了,多余的氯气该如何处理？ （3）尾气处理装置
NaOH溶液
发生装置
收集装置
尾气处理装置
这样收集到的氯气是纯净干燥的吗？
2、氯气的实验室制法
氯气中可能存在哪些杂质气体?可以用什 么试剂来除杂，有没有先后顺序呢？ （4）气体净化装置 除水蒸气 除HCl气体
专题2从海水中获得的化学物质
氯气的生产原理
高三化学氯气的生产原理与性质
实验1： 现象：剧烈燃烧，棕褐色的烟 请写出Cl2与 Fe 在燃烧条件下的化学反应 方程式 +3 点燃 2FeCl3 结论: 2Fe + 3Cl2 事实证明，氯气可与大多数金属在点燃或加 热的条件下直接化合，而且生成高价态金属氯 化物。 实验表明：常温下,干燥Cl2不与铁反应
实验2：
现象：干燥的有色布条没有褪色，而湿润的有 色布条却褪色了。 结论:干燥的氯气没有漂白性 实验3： 现象（针筒①） ：黄绿色迅速消失，针筒内气 体体积迅速减小 现象（针筒②） ：黄绿色慢慢褪色，针筒内气 体体积缓缓减小
实验3： 原因：次氯酸（HClO）有强氧化性。利用它 氯气与水的反应 的强氧化性可以漂白、杀菌、消毒
Cl2 + H2O ==HCl + HClO
氯气与NaOH反应 Cl2 + 2NaOH =NaCl + NaClO + H2O 可用于实验室余氯吸收 氯气与Ca(OH)2反应 2Cl2 + 2Ca(OH)2 =CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O 漂白粉的主要成分
漂白粉的漂白原理:
Ca(ClO)2 +2 HCl=CaCl2 +2HClO
Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3 +2HClO
Ca(ClO)2是漂白粉的有效成分
漂白粉的保存： 隔绝空气，密封保存
小资料
石蕊是一种色素，由于溶液的酸碱度
不同，常呈现红、紫、蓝三种颜色。分子 内含还原性基团，遇到某些氧化剂会发生 化学反应而褪色（称为“漂白”）。其它染 料或有机色素也会因漂白而褪色。
2005年3月29日，京沪高速液氯泄漏，造 成28人死亡，2万多亩农作物受损
氯气的生产原理和性质
氯气的物理性质
在通常状况下，氯气是一种 黄绿色、密度比空气大、有 刺激性气味的有毒气体。在 加压条件下，氯气易转化为 液态（称“液氯”）。
探究：氯气在水中的溶解性
结论：氯气能溶于水，常温下，1体积水能溶解2体 积氯气。
交流与讨论
氯气溶于水有无化学反应发生？
猜想： • • • • 元素：H、Cl、O 分子：Cl2 、H2O、…… + 阳离子：H － － － 阴离子：OH 、Cl 、ClO
2HClO===2HCl+O2
3.具有强氧化性，能杀死病菌，具有漂白性
思考
1、新制氯水的主要成分是什么？
2、在空气中久置的氯水主要成分是什么？
3、氯水应怎样保存？
问题：新制氯水与液氯2O、 粒子种类 ― + 、ClO―等 Cl 、H 黄绿色溶液，能导 主要性质 电，具有氯气的性 质、酸性、漂白性 常温常压下可存在， 存在条件 不宜久置，必须随 用随制
漂白原理：
漂白粉
Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3 + 2HClO
课堂评价：
1、下列物质中具有漂白作用的是( ) A、干燥氯气 B、液氯 C、新制氯水 D、久置氯水 2、实验室能否用氯气消毒的自来水来配 制AgNO3溶液？
3、某同学向氯水中加入石灰石，发现有气体 产生。请用化学反应方程式解释这一过程。
（4） 铁棒端溶液变红
氯气的发现
戴维
1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰 矿混在一起加热时发现氯气。 1810年，英国化学家戴维将这种元素命名 为 Chlorine, 这 个 名 称 来 自 希 腊 文 ， 有 “绿色”的意思。我国早年译文将其译成 “绿气”，后改为氯气。
氯气
氯气的生产原理及其性质目标与素养：1.了解氯气的工业制法，掌握氯气的实验室制法。
2.了解氯元素的存在、氯气的物理性质，掌握氯气得化学性质。
3.了解氯水的主要性质及应用。
一、二、氯气的性质 12.氯元素的原子结构示意图为 ，由此可知：氯原子在化学反应中容易 个电子。
氯气是一种化学性质很活泼的非金属单质，能与多种物质直接发生反应。
(1)能与绝大多数金属反应生成盐(3)①氯气能溶于水，②新制氯水具有漂白性是因为 ，反应的化学方程式是Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO ， ③次氯酸(HClO)的性质a ．次氯酸是 溶于水的弱酸，比碳酸酸性b ．次氯酸不稳定，见光易分解，反应的化学方程式为2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑。
c ．次氯酸具有强氧化性，其氧化性比Cl 2 ，可用于自来水的杀菌消毒，还可用作漂白剂。
(4)氯气与碱溶液的反应①氯气与NaOH 反应的化学方程式： ，工业生产和实验室常用氢氧化钠溶液吸收氯气尾气。
②氯气与Ca(OH)2反应的化学方程式： 。
③漂白粉a ．漂白粉的成分为 ，有效成分是 2。
b ．漂白粉长期露置于空气中，最终会生成CaCl 2，其反应原理为 、 、 。
④漂白液(漂白精)：漂白液的有效成分为次氯酸钠(NaClO)。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)Cl 2以液态形式存在时可称作氯水或液氯 ( ) (2)氢气在氯气中燃烧，生成白色烟雾 ( )(3)有氯气参加的化学反应必须在溶液中进行 ( ) (4)钠在氯气中燃烧生成固体NaCl ( )2．(双选)下列说法不正确的是( )A．H2在Cl2中燃烧会产生淡蓝色火焰 B．氯水用于漂白是因为HClO的存在C．漂白粉是混合物，其有效成分是次氯酸钠 D．漂白粉放入稀盐酸中可以提高漂白速度3．下列关于氯气制取方法的说法中，不正确的是( )A．电解饱和食盐水制氯气时，与电源正极相连的石墨棒上方充满黄绿色气体B．工业上用电解饱和食盐水的方法制取氯气的同时得到烧碱C．实验室制法和电解饱和食盐水制法的化学方程式是不同的D1.特别提醒：氯水中含有Cl2、HClO，当氯水发生氧化还原(如与FeCl2、NaBr、KI等)反应时，只看作Cl2参与反应，如2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；当考虑氯水的漂白性和消毒性时，只看作HClO起作用。
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氯气的生产原理和氯气的性质
1.电解法：
通过电解食盐水或盐酸水溶液来生产氯气。
具体步骤如下：
首先，将盐水或盐酸水溶液注入电解槽中，电解槽由两个电极（阴极和阳极）组成，电极之间隔有隔离膜。
盐水中的氯离子（Cl-）会向阳极移动，而水分子则在阴极上还原为氢气和氢氧根离子（OH-）。
同时，氯离子在阳极上发生氧化反应，生成氯气（Cl2）并释放出电子。
反应式可以表示为：2Cl-→Cl2+2e-
由于氯气比氢气轻，因此可以将氯气从电解槽的顶部收集到储存容器中。
而剩下的溶液则可再循环使用。
2.氧化法：
氧化法主要是通过将氯化铁（FeCl2）或氯化亚铁（FeCl3）与盐酸反应来制备氯气。
具体步骤如下：
首先，在反应容器中加入适量的氯化铁和盐酸。
盐酸会和氯化铁发生反应，生成铁盐和氯气。
反应过程中，氯离子被还原为氯气，而铁离子则在反应中转化为铁盐。
反应式可以表示为：FeCl2/FeCl3+2HCl→FeCl2+Cl2↑+H2↑
最后，通过物理方法将氯气从反应容器中收集并进行储存。
氯气的性质：
1.物理性质：
氯气是一种黄绿色的有刺激性气体，具有特殊的气味，类似于漂白粉。
它的密度较大，比空气重2.5倍，在常温下是一个气体，但可以通过压缩
或冷却变为液体或固体。
2.化学性质：
氯气是一种强氧化剂，具有强烈的活性。
它能与许多物质发生反应。
例如，氯气可以与氢气反应生成盐酸：
Cl2+H2→2HCl
同时，氯气还能与许多有机物反应，形成氯代烃。
这种反应被广泛应
用于有机合成中。
由于氯气具有极强的毒性，对呼吸系统和眼睛都有严重的刺激作用，
因此在使用和储存氯气时需要特别小心。
此外，氯气还是一种温室气体，
对环境具有潜在的危害。
在工业上，氯气被广泛用于生产氯化物、有机化合物、漂白剂等。
同时，氯气也被用于水处理、游泳池消毒和制备其他化学物质等领域。