氯气

氯气，是具有异臭和强烈刺激性的黄绿色气体，有窒息性气味。其遇水生成次氯酸和盐酸，与一氧化碳在高热条件下，可生成光气。氯气在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧爆炸，在高压下液化为液态氯。氯气易溶于水和碱溶液，也易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂。其遇水首先生成次氯酸和盐酸，次氯酸又可再分解为氯化氢和新生态氧，因此它是强氧化剂和漂白剂。^[1]

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=2FeCl_3^[2]

在工业上，氯气可用于氯碱工业，制造杀虫剂、漂白剂、消毒剂、溶剂、颜料、塑料、合成纤维等。它还可用于制造盐酸、光气、氯化苯、氯乙醇、氯乙烯、三氯乙烯、过氯乙烯等各种氯化物。在制药业、皮革业、造纸业、印染业以及医院、游泳池、自来水的消毒等也都要应用氯气。由于其以上特性，生产、贮运本产品、处理压缩氯气贮罐，均有严格的技术与设备要求，应严格执行操作规程。导致氯气吸入中毒的以事故居多。

表现

氯气吸入后，主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡，造成上呼吸道黏膜炎性水肿、充血和坏死。吸入后会立即出现眼和上呼吸道刺激反应，如羞明、流泪、咽痛、呛咳等，继之咳嗽加剧出现胸闷、气急、胸骨后疼痛、呼吸困难或哮喘样发作等症状；有时伴有恶心、呕吐、腹胀、上腹痛等消化系统症状，或头晕、头痛、烦躁、嗜睡等神经系统症状。严重者可在1小时内出现肺水肿，甚至呈急性呼吸窘迫综合征。

吸入极高浓度时，可致喉头痉挛窒息死亡或陷入昏迷；出现脑水肿或中毒性休克，甚至心跳骤停类似电击式死亡；还可引起支气管黏膜坏死脱落，导致窒息。

救治

发生急性呼吸窘迫综合征时，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。

首先应使氯气中毒者立即脱离现场，搬移至空气新鲜处，保持安静及保暖。至少观察12小时，眼或皮肤接触液氯者须立即用清水彻底冲洗，维持呼吸道畅通，可给予支气管解痉剂，如喘定、氨茶碱等，药物雾化吸入，必要时气管切开，积极处理肺水肿。^[1]

1．反应原理

4HCl+MnO₂==MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑

该反应中，氧化剂是MnO₂，还原剂是HCl。

强调：MNO₂跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl₂，稀盐酸不与MNO₂反应，这是由于稀盐酸的还原性比浓盐酸弱，不能被MnO₂氧化。

2．仪器装置

制取 净化 收集 吸收

3．收集方法

（1）向上排空气法
（2）排饱和食盐水法

排气法收集是基于Cl₂的密度比空气大；Cl₂在饱和食盐水中的溶解度约是在水中溶解度的，故也可用排饱和食盐水法收集，也常用饱和食盐水除去Cl₂中的HCl杂质。

4．尾气吸收

（1）尾气吸收的原因是Cl₂有毒，易污染空气。

（2）吸收发生的反应是2NaOH＋Cl₂＝NaCl＋NaClO＋H₂O。

说明：工业制法2NaCl＋2H₂O == 2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑

性质验证
实验室制取气体并进行性质验证，需要以下几个环节：

组装仪器→检验装置的气密性→装入药品→制取→除杂、净化、干燥→收集、验满→性质验证→尾气处理→拆卸仪器、洗刷收存。

1．组装仪器的一般原则：先零后整、先主后辅、从低到高、从左到右。

2．检验装置气密性的方法：一般是先把导气管插入盛水的水槽中，把有关活塞关闭，微热主发生器，有气泡从水中冒出，停止微热后，水倒吸进入导气管形成一段水柱．方可表示气密性良好。

3．净化：首先根据反应原理及所用药品考虑杂质气体的成分，再利用性质加以除去或转化。

例如，实验室用浓盐酸和MNO₂共热制Cl₂，Cl₂中可能混入HCl和H₂O（g），利用HCl易溶于饱和食盐水（Cl₂在其中溶解性较小)而除去，用浓H₂SO₄干燥Cl₂除去H₂O（g）。

4．收集：气体的收集除用排气法与排水法外，还可以用球胆或袋囊、塑料袋等收集。

5．尾气处理：尾气处理的目的主要防止尾气有毒能污染空气或使人中毒以及尾气在有限空间内能形成爆炸极限。

常用方法有：

（1）点燃法：如CO、H₂、CH₄等易燃性气体，可用此法。

（2）吸收法：如Cl₂、SO₂、HCl、H₂S等可用水或其他液体吸收。

（3）转化法：采用一定的方法，使有毒气体转化成无毒气体即可排放．如NO、NO₂，如能转化成N2即可排放。

（4）导入室外法：如H₂是无毒气体，可将其尾气导入室外，以防在实验室形成爆炸极限。

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。