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氯气是高中化学中非常重要的非金属单质,化学式为Cl₂。它属于卤族元素,具有强氧化性。氯气是黄绿色气体,有刺激性气味,有毒,密度比空气大。氯气分子由两个氯原子通过共价键结合而成。
氯气具有强氧化性,几乎能与所有金属反应,金和铂除外。典型的反应包括与钠反应生成氯化钠,与铁反应生成氯化铁,与铜反应生成氯化铜。这些反应都体现了氯气的强氧化性质。
氯气与水发生可逆反应,生成氯化氢和次氯酸。反应方程式为:氯气加水可逆反应生成氯化氢和次氯酸。氯水是混合物,含有氯气、次氯酸、氯化氢和水。其中次氯酸具有强氧化性和漂白性,是氯水漂白原理的关键物质。
实验室制备氯气的方法是用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应。反应方程式为:二氧化锰加四分子浓盐酸,在加热条件下生成氯化锰、氯气和水。反应需要加热,使用浓盐酸,并且必须在通风橱中进行,因为氯气有毒。
氯气有广泛的用途。在消毒方面,用于自来水和游泳池的消毒。在化工生产中,可以制备盐酸,合成氯仿、四氯化碳等有机物,以及制备漂白粉、漂白液等无机物。但是氯气有毒,使用时必须注意安全,需要在通风橱中操作,泄漏时应迅速撤离,并佩戴适当的防护设备。