氯水的成分及化学原理
酒泉市实验中学 杨国光
氯水的成分及化学原理
酒泉市实验中学 杨国光
氯气的水溶液叫氯水（通常情况下，2体积氯气溶于1体积水中可制得饱和氯水），它是卤素一章的重点。氯水是一种非常重要的化学试剂，有着与氯气相似的化学性质。但是氯水成分复杂和性质多样，表现及其应用对初学者来说比较难掌握，现将其成分及所涉及到的化学原理归纳如下。
一、氯水的成分
氯气的水溶液称为氯水，新制的氯水呈黄绿色，有刺激性气味。在氯水中存在如下三个平衡：
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH＋+ClO一
③H2OH＋+OH―
所以通常认为新制的氯水中含有三种分子：Cl2、H2O、HClO；四种离子：H＋、Cl－、ClO一及少量OH―。久置的氯水，其中各成分的相对含量将发生变化，这是由于氯水中存在如下反应：Cl2+H2OHCl+HClO、2HClO2HCl+O2↑。最后导致氯水的黄绿色消失，pH减小，因此久置的氯水可视为HCl溶液。如不做特别说明，一般所说的氯水是指新制的氯水。正因为具有上述化学变化，氯水通常现配现用，如果要储存备用，也应该放在棕色试剂瓶中并置于冷暗处。
二、氯水的性质
由于氯水成分的多种多样，使得氯水具有下列多种性质。 1.表现Cl2的性质
氯水中含有Cl2，所以氯水呈黄绿色，由于Cl2具有强氧化性，当向氯水中加入强还原性物质，便可与Cl2发生氧化还原反应。如：
氯水能使润湿的KI淀粉试纸变蓝（用于对Cl2收集的验满），能与Na2SO3、FeBr2等发生氧化还原反应：Na2SO3+Cl2+H2ONa2SO4+2HCl
2FeBr2+3Cl2(足量)22FeCl3+2Br2
2.表现HClO的强氧化性
氯水中含有HClO，HClO具有强氧化性，能杀死水里的病菌，故常用氯气给自来水杀菌、消毒。另外HClO还可将色素氧化而使颜色褪去，故氯水常用于漂白。
考点 氯水的性质探究
1．（2018北京）下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是
A B C D
实验 NaOH溶液滴入FeSO4溶液中 石蕊溶液滴入氯水中 Na2S溶液滴入AgCl浊液中 热铜丝插入稀硝酸中
现象 产生白色沉淀，随后变为红褐色 溶液变红，随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体，随后变为红棕色
【答案】C
【解析】A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe（OH）2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；与氧化还原反应无关的是C项，答案选C。
氯水成分的复杂性和多样性
1．反应原理及成分（三分四离：三种分子和四种离子）
Cl2+H2OHCl+HClO
HCl=H++Cl-
HClO H++ClO-
2HClO 2HCl+O2↑
H2O H++OH-
新制氯水中，主要存在的分子有三种：Cl2、H2O、HClO；离子有四种：H+、Cl-、ClO-、OH-。
2．氯水的性质
氯水在与不同物质发生反应时，表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性。
成分 表现的性质 反应实例
Cl— 沉淀反应 Ag++ Cl—=AgCl↓
H+ 强酸性 CaCO3+2H+=Ca2+CO2↑+H2O 滴入紫色石蕊试液先变红，后褪色
HClO ①弱酸性
②强氧化性 HClO+ OH—= ClO—+ H2O
1、硫酸根离子的检验: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaCl
2、碳酸根离子的检验: CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
3、碳酸钠与盐酸反应: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑
4、木炭还原氧化铜: 2CuO + C 高温 2Cu + CO2↑
5、铁片与硫酸铜溶液反应: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
6、氯化钙与碳酸钠溶液反应：CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaCl
7、钠在空气中燃烧：2Na + O2 △ Na2O2
钠与氧气反应：4Na + O2 = 2Na2O
8、过氧化钠与水反应：2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑
9、过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
10、钠与水反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
11、铁与水蒸气反应：3Fe + 4H2O(g) = Fe3O4 + 4H2↑
12、铝与氢氧化钠溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
13、氧化钙与水反应：CaO + H2O = Ca(OH)2
14、氧化铁与盐酸反应：Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O
15、氧化铝与盐酸反应：Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
16、氧化铝与氢氧化钠溶液反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O
17、氯化铁与氢氧化钠溶液反应：FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓+ 3NaCl
18、硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应：FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓+ Na2SO4
19、氢氧化亚铁被氧化成氢氧化铁：4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3
教 案
课题：第二章 化学物质及其变化 专题复习 授课班级
课 时
教
学
目
的 知识
与
技能 1、巩固物质的分类及方法，了解胶体的主要性质；
2、进一步了解离子反应的本质及离子方程式的书写
3、进一步了解氧化还原反应的实质及有关概念
过程
与
方法 通过知识归纳总结的教学，让学生学会对所学知识进行归纳总结，引起学生对学习方法的重视。
情感
态度
价值观 通过本次课的学习，让学生找到学习的感觉，重视轻松学习的方法，感受学习的快乐
重 点 离子方程式的本质及离子方程式的书写；
难 点 氧化还原反应的实质及有关基本概念的应用
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二章 化学物质及其变化 专题复习
一、本章知识结构梳理
1、物质的分类
2、物质的化学变化
二、本章典型题剖析
三、本章专题讲座――－氧化还原反应的基本规律
1、守恒律：
化合价有升必有降，电子有得必有失，对于一个完整的氧化还原反应，化合价升高总数==降低总数==失电子总数==得电子总数
2、价态律：
(1) 元素处于最高价，只有氧化性；元素处于最低价，只有还原性，元素处于中间价，既有氧化性，又有还原性。
(2) 同种元素不同价态之间发生反应，元素化合价只靠近不交叉，相邻价态间不发生氧化还原反应。
注意：
○1 元素处于最高价，具有氧化性，但不一定氧化性最强，
○2 金属元素只有正价无负价，F、O只有负价无正价
○3 含同一元素的不同物质，若价态相邻，则不发生氧化还原
3、强弱律
氧化剂 + 还原剂 == 还原产物 + 氧化产物
氧化性：氧化剂 > 氧化产物
还原性：还原剂 > 还原产物
教学过程
教学步骤、内容 教学方法、手段、师生活动
［板书］一、本章知识结构梳理
［讲］分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用方法。分类要有一定的标准，根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。常用的分类方法有交叉分类法和树状分类法。
