氯气的考法集中在三处:与变价金属反应都生成高价金属氯化物、氯水成分「三分子四离子」、HClO 的弱酸性与漂白性。干燥氯气无漂白性这个对照点,年年设坑。
氯气的性质与主要反应
| 反应对象 | 化学方程式 | 现象或要点 |
|---|---|---|
| 钠 | 2Na + Cl₂ →(点燃) 2NaCl | 剧烈燃烧,产生白色烟 |
| 铜 | Cu + Cl₂ →(点燃) CuCl₂ | 剧烈燃烧,产生棕黄色烟 |
| 铁 | 2Fe + 3Cl₂ →(点燃) 2FeCl₃ | 与变价金属反应生成最高价(+3)氯化物 |
| 氢气 | H₂ + Cl₂ →(点燃) 2HCl | 安静燃烧,发出苍白色火焰,瓶口白雾 |
| 水 | Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO | 生成盐酸和次氯酸,为可逆反应 |
| 氢氧化钠 | Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O | 实验室用 NaOH 溶液吸收尾气 |
| 石灰乳 | 2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O | 工业制漂白粉,有效成分是 Ca(ClO)₂ |
氯水的成分与性质
- 三种分子:Cl₂、H₂O、HClO(新制氯水中 Cl₂ 部分与水反应)
- 四种离子:H⁺、Cl⁻、ClO⁻、少量 OH⁻
- HClO 三大特性:弱酸性(比碳酸还弱)、强氧化性漂白杀菌、不稳定见光分解(2HClO →(光照) 2HCl + O₂↑)
- 干燥的氯气没有漂白性,氯水的漂白性来自 HClO——红色布条遇干燥氯气不褪色、遇湿润氯气褪色就是对照
- 久置氯水变成稀盐酸(HClO 分解耗尽),不再有漂白性
氯离子的检验
- 试剂:稀硝酸酸化后滴加 AgNO₃ 溶液
- 现象:产生不溶于稀硝酸的白色沉淀(AgCl)
- 酸化的目的:排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻ 等离子的干扰(它们与 Ag⁺ 生成的沉淀可溶于硝酸)
- 注意不能用盐酸酸化,会引入 Cl⁻ 自身污染样品
辨析:氯水中有哪些粒子,答「Cl₂ 分子」对不对
对,但要答全。新制氯水中 Cl₂ 只部分与水反应,所以既有 Cl₂ 分子又有反应产物 HCl、HClO 及其电离出的离子;只答「盐酸的成分」或只答「氯气」都不完整。判断题常设「氯水中不含 Cl₂ 分子」「氯水中 Cl⁻ 与 Cl₂ 分子个数相等」两种极端说法——前者错在忽略了可逆反应部分进行,后者错在三者浓度比例并不固定,靠近平衡常数决定。