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    氯的元素符號是Cl,原子量是35.5.氯氣的分子式是C2分子量是71氯氣是一種有毒的氣體.在第一次世界大戰(zhàn)快要結(jié)束的時候,德帝國主義為了作垂死的掙扎,曾把氯氣用作軍事毒氣,在戰(zhàn)場上施放,這當然不能挽救他最后的失敗,一般大家都知道氯氣是一種很厲害的毒氣,但它究竟有些什么樣的性質(zhì)呢?下面我們先來研究氯氣的性質(zhì)。

    氯氣的物理性質(zhì)氯氣在普通狀況下是一種黃綠色的氣體.如果在一瓶貯盛氯氣的玻璃瓶的后面,放一張白紙,這種黃綠的顏色就特別明顯.“氯”就是因它的顏色而得名的,它的希臘原文就是“綠色”的意思。

    氯氣具有劇烈刺激性的氣味.我們平常用的漂白粉能放出微量的氯氣,打開貯放漂白粉的瓶蓋,可以聞到這種刺激性的氣昧.氯氣有毒,它能刺激我們的鼻粘膜和喉頭粘膜.吸入少量的氯氣,就會引起咳嗽和胸部疼痛;吸入多量時,會窒息死亡①,在實驗室里如果要聞氯氣的氣味,千萬不能把鼻子湊到瓶口直接去聞,而要用手輕輕地在瓶口掮動,使僅有極微量的氯氣飄近鼻孔(見第一冊附錄圖附31)

    氯氣的分子量是71,根據(jù)氣體克分子體積的定義(第冊§8·11)可以算出,在標準狀況下,1升氯氣的重量應(yīng)該是22.4=3.17克,這和實際測得的結(jié)果正相符合,我們已知1升空氣在標準狀況下的重量是1.29克,因此,氯氣比空氣重,3.17/1.29=2.5倍,因此,如果要把氯氣它是同體積空氣重量的暫時保存在容器里,應(yīng)該把容器直放,并用厚紙板或玻璃片蓋住容器的口,和第一冊第三章里講過保存二氧化碳氣體的方法一樣。

    氯氣在加壓或冷卻的情況下容易變成液體,在常溫下只要加6個大氣壓的壓強,或者在常壓下冷卻到-34°C時,氯氣就會液化變成一種黃色油狀的液體.把氯氣液化可使體積大大減小,便于貯存和運輸.平常我們常把液氯貯存在圓柱形鋼筒(和貯存壓縮氧氣的鋼筒相同,見第一冊圖2·9)里.把液氯繼續(xù)冷卻至-101℃C,就凝成黃色固體。

    氯氣在水里的溶解度,不僅比難溶的氫氣、氧氣要大得多,而且比溶解度不算太小的二氧化碳也還要大一些.在常溫下,1體積的水大約能夠溶解2.5體積的氯氣,氯氣的水溶液叫做氯水,有強烈的氯氣的氣味。

    氯氣的化學性質(zhì)氯氣的化學性質(zhì)很活動,它能夠跟氫氣、所有的金屬以及大部分的非金屬直接化合,它還能夠跟水、許多有機化合物發(fā)生反應(yīng).下面是一些實際例子,可以說明氯氣的這種活動性質(zhì)。

       1.氯氣跟金屬的化合反應(yīng)氯氣能夠跟所有的金屬化合,許多金屬能夠在氯氣里燃燒.例如把燃著的小塊金屬鈉放進盛有氯氣的集氣瓶里,金屬鈉能繼續(xù)燃燒,生成氯化鈉,反應(yīng)的化學方程式是：

2NA+Cl2= 2nacl

金屬鈉是一種柔軟的銀白色金屬,可以用小刀切割.因為金屬鈉在空氣里非常容易被氧化,跟水又能起劇烈反應(yīng),因此,平時都保存在煤油里.做這個實驗的時候,先用鑷子從煤油里夾出一小塊金屬鈉,用濾紙吸干它表面的煤油,然后放在小塊石棉布上,加熱至鈉開始燃燒,迅速連同石棉布一起放在燃燒匙里(這里所以要用石棉布,是為了防止燃燒匙本身也燃燒起來.因∈為燃燒匙一般是用銅制成的,在高溫時,銅在氯氣氯氣里也會燃燒),插進盛氯氣的集氣瓶里金屬鈉在瓶里繼續(xù)燃燒,發(fā)生明亮的黃色火鈉焰,并有濃厚的白煙產(chǎn)生,這就是氯化鈉(NaCl)的微粒,鈉燃燒完畢后,可以看到集氣瓶的內(nèi)壁和石棉布上都附著有白色氯化鈉，除金屬鈉以外,銅、鐵等金屬也都能在氯氣里燃燒,生成氯化銅、氯化鐵等.它們反應(yīng)的化學方程式是

Cu+Cl2=Cucl2

2fe+3C12=2fec13

找一段廢舊的電線,剝?nèi)ル娋€的外皮,取出里面的細軟銅絲,把一束這種細軟銅絲,先在酒精燈上灼熱到發(fā)紅的程度,趁熱迅速插入貯有氯氣的集氣瓶里,銅絲就會在瓶里燃燒起來,產(chǎn)生一股濃厚的棕黃色的煙,這就是氯化銅的微粒,銅絲燃燒完畢后,在集氣瓶里注入少量的水.用玻璃片蓋住瓶口,加以搖動,結(jié)果瓶中生成綠色的氯化銅溶液(圖12)。

在做鐵在氯氣中燃燒的實驗時,應(yīng)先在盛氯氣的集氣瓶底鋪一層細砂,這樣可以防止燃著的鐵屑落入瓶底時把集氣瓶爆裂,先把少量的鐵絲絨放在薄鐵片上加熱,當鐵絲絨開始紅熱時,用手指輕彈鐵片使撒入貯有氯氣的集氣瓶中,鐵立刻就在氯氣中燃燒起來,發(fā)出明亮的火花,同時生成褐色的氯化鐵(圖1·3)。

     2.氯氣跟氫氣的化合反應(yīng)氯氣跟氫氣在常溫時化合非常緩慢,但在太陽光直接照射下,或點燃氯氣和氫氣的混和氣體時,立即發(fā)生猛烈的爆炸,化合生成氯化氫氣體,氯氣跟氫氣化合反應(yīng)的化學方程式是：

H2+Cl2點燃或照光2HCI

    先把氯氣和氫氣分別盛在兩個集氣瓶里,用玻璃片把瓶口蓋好.把這兩個集氣瓶瓶口相對迭合在一起(圖14(a),然后抽去兩瓶間的玻璃片,把兩集氣瓶上下顛倒反復(fù)多次,使兩瓶氣體充分混和(圖1·4(b))然后把兩瓶分開,各用玻璃片蓋好,并在瓶外用抹布裹住,然后取去玻璃片,把集氣瓶口朝著酒精燈火焰(圖1·4(c),瓶里的混和氣體就會發(fā)生沒有危險的爆炸.爆炸后立刻向集氣瓶里注入5~10毫升的水,用玻璃片把瓶口蓋好,并加搖動.再在瓶里滴入紫色石蕊試液四五滴,紫色石蕊立即變成紅色(氯化氫的水溶液就是鹽酸).做這個實驗時,在點燃混和氣體以前,一切操作都只能在微弱的光線下進行,千萬不要讓強光直接照射,否則在混和這兩種氣體時,可能發(fā)生爆炸的危險。

如果讓氫氣在氯氣里燃燒,結(jié)果也同樣能夠相互化合成氯化氫氣體(圖1·5).在做這個實驗時,必須注意點燃點以前,,定要過檢純的手續(xù)(第一冊§2·12)。

   氯氣不僅能夠跟氫氣直接化合,還能奪取某些舍氫化合物里的氫,與之化合生成氯化氫氣體.如果用一條蘸有松節(jié)油(松節(jié)油的主要成分是C10H10)的濾紙,放進貯有氯氣的集氣瓶里,氯氣能奪取松節(jié)油分子里的氫生成氯化氫氣體,同時把松節(jié)油分子里)孩的碳游離出來,這時我們就會看到濾紙條上面很CT快就蒙上一層黑煙(碳),同瓶時里充滿了白霧,這白霧就是反應(yīng)后生圖1·6氯氣眼松成的氯化氫溶解在空氣里的水蒸氣所成油反應(yīng)的鹽酸珠滴①(圖1·6).氯氣跟松節(jié)油的化學反應(yīng),可用下面的化學方程式表示：

C10H16+8cl2= 16HCI+10C

     3.氯氣跟非金屬的化合反應(yīng)除了碳、氧、氮等少數(shù)幾種非金屬以外,氯氣能跟大部分的非金屬直接化合,例如磷能夠在氯氣里燃燒把少量紅磷放在燃燒匙里,先用酒精燈的火焰加熱到開始燃燒,迅速插入貯有氯氣的集氣瓶里,磷在氯氣里繼續(xù)燃燒,發(fā)出很淡的火焰反應(yīng)結(jié)果生成三氯化磷和五氯化磷：

2P+3C12=2PCI3

                三氯化磷

2P+5C12=2pcl5

                五氯化磷

      4.氯氣眼水的反應(yīng)氯氣溶解于水,生成氯水.在氯水里有一部分氯分子緩慢地跟水分子反應(yīng),生成鹽酸并放出氧氣,氯氣跟水的反應(yīng)可簡單地用下面的化學方程式表示：

2Cl2+2H2O=4HCl+O2↑

      在日光照射下,這個反應(yīng)進行較快,因此,氯水里除含有溶解的氯氣外,還常含有鹽酸.新制的氯水里含有鹽酸的量很少,放置時間越長,所含鹽酸也越多。

      在圓底燒瓶里裝滿氯水,將燒瓶倒放在裝有水的燒杯中,放在窗口有陽光的地方,經(jīng)過幾天以后,可以在燒瓶底部收集到一定量的氧氣(圖1·7).這氧氣可以拿帶有余燼的火柴梗來試驗。