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第二节 氯气
一、氯气的性质
氯气（Cl2）的分子是由两个氯原子（氯原子很小，它的原子半径，即氯分子中两个原子核间距离的一半，是0.99?10-10米）组成的双原子分子（图 4-1）。在通常情况下，氯气呈黄绿色，常压下，冷却到-34.6℃，变成液氯。液氯继续冷却到-101℃，变成固态氯。
氯气有毒，有剧烈的刺激性，吸入少量氯气使鼻子和喉头的粘膜受到刺激,引起胸部疼痛和咳嗽；吸入大量氯气会中毒致死。实验室里，闻氯气的时候，必须十分小心，应该用手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔（图 4-2）。
我们在第二章已经知道氯原子的最外电子层上有7个电子，因而在化学反应中容易结合一个电子，使最外电子层达到8个电子的稳定结构。因此，氯气的化学性质很活波，它是一种活泼的非金属。
1、氯气跟金属的反应
氯气跟金属钠的反应很剧烈，这在【实验2-9】里已经观察过。氯气不但跟钠等活泼金属直接化合，而且在点燃时，还能跟铜等不活泼的金属起反应。
【实验4-1】把一束细铜丝灼热后，立刻放进盛有氯气的集气瓶里(图4-3)，现察发生的现象。把少量的水注入集气瓶里，用毛玻璃片把瓶口盖住，振荡。观察溶液的颜色。
可以看到红热的铜丝在氯气里燃烧起来，集气瓶里充满棕色的烟，这是氯化铜晶体颗粒。这个反应可以用化学方程式表示如下：
氯化铜溶解在水里，成为绿色的氯化铜溶液。
2、氯气跟非金属的反应
【实验4-2】把新收集的一瓶氯气和一瓶氢气，口对口地对着，抽去瓶口间的玻璃片，上下颠倒几次，使氯气和氢气充分混和。拿一瓶氯、氢混和气体作试验，用塑料片盖好，在离瓶约10厘米处点燃镁条，当发生的强光照射混和气体时，可以观察到因瓶里的氯气和氢气迅速化合而发生的爆炸，把塑料片向上弹起（图4-4）。
氯气跟氢气起反应，生成氯化氢气体。
光照和加热都可以使氢气和氯气发生反应。
【实验4-3】把红磷放在燃烧匙里，点燃后插入盛有氯气的集气瓶里，磷就燃烧起来，出现了白色烟雾。
氯气跟磷起反应，生成三氯化磷和五氯化磷。白色烟雾是三氯化磷和五氯化磷的混和物。
三氯化磷是无色液体，是重要的化工原料，用来制造许多磷的化合物，如敌百虫等多种农药。
3、氯气跟水的反应
氯气溶解于水，在常温下， 1体积的水能够溶解2.5体积的氯气.氯气的水溶液叫做“氯水”。溶解的氯气能够跟水起反应，生成盐酸和次氯酸（HClO）。
次氯酸不稳定，容易分解，放出氧气。当氯水受日光照射时，次氯酸的分解加速了。
次氯酸是一种强氧化剂，能杀死水里的病菌，所以自来水常用氯气（1升水里约通入0.002克氯气）来杀菌消毒。次氯酸能使染料和有机色质褪色，可用作漂白剂。
【实验4-4】取干燥的和湿润的有色布条各一条，分别放在两个盛着氯气的集气瓶里,用玻璃片盖好，观察发生的现象。
可以看到湿润的布条褪了色，干燥的却没有。可见起漂白作用的是次氮酸。
4、氯气跟氢氧化钙的反应
氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色固体，微溶于水，俗名消石灰。因为次氯酸不稳定，不易保存。工业上就用氯气和消石灰制成漂白粉，漂白粉的主要成分是次氯酸钙，它比次氯酸稳定，便于应用。制漂白粉的反应可以用化学方程式简单表示如下：
漂白粉应用于漂白的时候，使次氯酸钙跟稀酸或空气里的二氧化碳和水蒸气起反应，就生成次氯酸。
二、氯气的用途
氯气除用于消毒、制造盐酸和漂白粉外，还用于制造聚氯乙烯塑料、合成纤维、多种农药，制造氯仿等有机溶剂，所以氯气是一种重要的化工原料。
三、氯气的实验室制法
在实验室里，氯气可以用浓盐酸跟二氧化锰起反应来制取。
【实验4-5】象图4-5所示那样把装置连接好，检查气密性。在烧瓶里加入少量二氧化锰粉末，从分液漏斗慢慢地注入密度为1.19克/厘米3的浓盐酸。缓缓加热，使反应加速，、氯气就均匀地放出。用向上排空气法收集，多余的气用氢氧化钠吸收。
这个反应可以用化学方程式表示如下:
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