氯气的性质 · 交互动画

黄绿色、有刺激性气味、有毒的气体，强氧化性，能漂白、能制备、能消毒。 用鼠标拖拽药品、仪器、试纸与试剂瓶，完整走一遍氯气从物理性质到制备收集的实验全流程。
每一步都有真实现象；危险与不规范操作会被拦截并给出严重性警示，请留意上方的实验室安全分。

Cl₂（黄绿色） 烟/雾（白） FeCl₃/CuCl₂ 烟（棕黄） Br₂（红棕） I₂-淀粉（蓝） 危险操作
实验室安全分100
误操作 0 次
把下方卡片拖到集气瓶或天平上：
拖「观察」看颜色、拖「水」看溶解、拖「低温」看液化；把「Cl₂瓶」拖到天平右盘比密度。

闻气体的正确方法

  • 用手在瓶口轻轻扇动，使极少量气体飘入鼻孔（扇闻法）。
  • 绝不可把鼻子凑近瓶口直接深吸！氯气有毒，会强烈刺激黏膜。

关键数据

项目 氯气
颜色 / 气味 黄绿 / 刺激性
密度（标况） ≈2.5 g/L（>空气）
水溶性 1 体积水约溶 2 体积 Cl₂
液化 加压/降温得液氯（纯净物）

当前结论

— 动手观察或操作 —
先拖「酒精灯」点燃，再拖金属入氯气：
Cl₂ 是强氧化剂：Na 生白烟、Fe 生棕黄色烟、Cu 生棕黄色烟，一律生成最高价氯化物。

三个反应

2Na + Cl₂ —点燃→ 2NaCl白烟（NaCl 微粒）
2Fe + 3Cl₂ —点燃→ 2FeCl₃棕黄色烟
Cu + Cl₂ —点燃→ CuCl₂棕黄色烟（溶液蓝绿）

要点

  • 除 Pt、Au 外，Cl₂ 与大多数金属直接化合。
  • 烟 = 固体小颗粒分散在空气中；雾 = 小液滴。
  • 必须先点燃金属再伸入氯气，现象才明显。

当前方程式

— 拖金属到已点燃的氯气中 —
先拖「酒精灯」点燃，再拖 H₂ / P 入氯气：
H₂ 在 Cl₂ 中点燃发苍白色火焰；H₂ 与 Cl₂ 混合遇强光会爆炸。P 燃烧生白色烟雾。

反应与现象

H₂ + Cl₂ —点燃→ 2HCl苍白色火焰，瓶壁白雾（HCl 酸雾）
2P + 3Cl₂ —点燃→ 2PCl₃发烟；PCl₃ + Cl₂ = PCl₅ 白烟

安全提醒

  • H₂、Cl₂ 混合后遇强光（甚至日光）会爆炸！
  • 工业合成 HCl 用点燃而非光照。
  • 点燃 H₂ 前必须先验纯。

当前方程式

— 拖 H₂ / P 到已点燃的氯气中 —
左瓶为 Cl₂ 气体，右瓶为氯水：
把「湿润布条」拖入 Cl₂ 会褪色（HClO 起作用）；「干燥布条」不褪色；「光照」使氯水分解失效。

漂白原理

Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO
  • HClO 有强氧化性 → 永久漂白（化学变化）。
  • 区别：活性炭＝物理吸附；SO₂＝化合漂白（可逆）。

氯水成分与保存

  • 新制氯水含 Cl₂、HCl、HClO 多种微粒，呈黄绿色。
  • 2HClO —光照→ 2HCl + O₂↑（HClO 不稳定）。
  • 氯水应避光保存（棕色瓶），久置失去漂白能力。

当前结论

— 动手演示 —
把碱液拖入氯气制漂白液 / 漂白粉：
Cl₂ + 2NaOH → 漂白液（NaClO）；2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ → 漂白粉（Ca(ClO)₂）。拖 CO₂ / 光照看漂白粉失效。

两个反应

Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O漂白液，有效成分 NaClO（84 消毒液）
2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O漂白粉，有效成分 Ca(ClO)₂

漂白粉失效与保存

Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃ + 2HClO
  • HClO 见光分解 → 漂白粉逐渐失效。
  • 须密封、避光、干燥保存。
  • 漂白/消毒靠 HClO 起作用。

当前结论

— 动手演示 —
按流程拖药品与仪器，完成制备→收集→验满→尾气吸收：
装 MnO₂ 与浓盐酸→查气密性→加热→收集（向上排空气/饱和食盐水）→验满→NaOH 吸收尾气。

操作检查表

  • ① 装入药品（MnO₂ + 浓盐酸）
  • ② 检查装置气密性
  • ③ 加热制取 Cl₂
  • ④ 正确收集（向上排空气/饱和食盐水）
  • ⑤ 验满（湿润淀粉-KI / 石蕊试纸）
  • ⑥ NaOH 溶液吸收尾气

收集与验满

  • 收集：向上排空气法（ρ>空气）或排饱和食盐水法。
  • 不用排水法（Cl₂ 可溶且反应）。
  • 验满：湿润淀粉-KI 试纸变蓝；或湿润石蕊试纸先红后褪。

当前方程式 / 结论

— 按检查表顺序操作 —
把「氯水」拖到各试管口上方滴加，演示 Cl₂ 的强氧化性：
Cl₂ 作氧化剂：置换 Br⁻/I⁻、氧化 Fe²⁺、SO₃²⁻、H₂S；氧化性 Cl₂ > Br₂、I₂。

氧化还原反应

Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂
Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂
2Fe²⁺ + Cl₂ = 2Fe³⁺ + 2Cl⁻

氯气的用途

  • 自来水消毒（HClO 杀菌）。
  • 制盐酸、漂白液、漂白粉、农药、塑料（PVC）、氯化物。
  • 漂白剂（含 ClO⁻）绝不可与洁厕灵（含 HCl）混用，会放出有毒 Cl₂！

当前结论

— 拖氯水到各试管 —

知识卡片 · 操作时自动高亮

K01 物理性质黄绿色、刺激性气味、有毒气体；密度比空气大；可溶于水（约 1:2）；易液化（得液氯，纯净物）。
K02 闻气体用手在瓶口轻轻扇动、只闻极少量（扇闻法）；绝不可直接深吸，氯气有毒。
K03 与金属通性Cl₂ 强氧化剂，与变价金属 Fe、Cu 反应生成最高价氯化物 FeCl₃、CuCl₂。
K04 三个反应2Na+Cl₂→2NaCl（白烟）；2Fe+3Cl₂→2FeCl₃（棕黄烟）；Cu+Cl₂→CuCl₂（棕黄烟）。
K05 与 H₂H₂+Cl₂—点燃→2HCl（苍白色火焰、白雾）；H₂ 与 Cl₂ 混合遇强光会爆炸。
K06 与磷2P+3Cl₂—点燃→2PCl₃（发烟）；PCl₃+Cl₂=PCl₅（白色烟）。
K07 与水Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO；新制氯水含 Cl₂、HCl、HClO 多种微粒。
K08 漂白原理真正起漂白作用的是 HClO（强氧化性、化学变化、永久漂白）；干燥 Cl₂ 不漂白。
K09 HClO 性质弱酸性、强氧化性、不稳定：2HClO—光照→2HCl+O₂↑，氯水避光（棕色瓶）保存。
K10 与碱Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O（漂白液，有效成分 NaClO）；2Cl₂+2Ca(OH)₂=CaCl₂+Ca(ClO)₂+2H₂O（漂白粉，有效成分 Ca(ClO)₂）。
K11 漂白粉失效Ca(ClO)₂+CO₂+H₂O=CaCO₃+2HClO；HClO 见光分解，须密封避光干燥保存。
K12 实验室制法MnO₂+4HCl(浓)—Δ→MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；KMnO₄+浓盐酸不需加热也可制得。
K13 收集验满向上排空气法或排饱和食盐水法收集；湿润淀粉-KI 试纸变蓝（或湿润石蕊先红后褪）验满。
K14 尾气吸收必须用 NaOH 溶液吸收有毒 Cl₂：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O，防止污染中毒。
K15 强氧化性Cl₂+2NaBr=2NaCl+Br₂；Cl₂+2KI=2KCl+I₂；2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl⁻；氧化性 Cl₂>Br₂、I₂。
K16 用途与安全消毒、制盐酸/漂白液/漂白粉/农药/塑料；漂白剂不可与洁厕灵（HCl）混用，否则放出有毒 Cl₂。

氯气的性质 · 交互动画 ｜ 高中化学 必修第一册
本页面为教学演示，反应速率、颜色与时间尺度均做了适度夸张与加速处理，真实实验请在教师指导下进行。