氯气与碱的反应
泰州市姜堰区娄庄中学
【1】同学们,我们已经知道氯气与水的反应:Cl2 + H2O = HClO + HCl,那么将氯气通入NaOH溶液中,你知道会发生怎样的反应吗?
当向NaOH溶液中通入Cl2时,Cl2 先与水反应生成HClO和 HCl(Cl2 + H2O = HClO + HCl)然后二者再分别与NaOH溶液发生中和反应生成NaClO、NaCl和H2O(HCl + NaOH = NaCl + H2O和HClO + NaOH =NaClO + H2O)。将上述三个分反应两边分别相加,即可得到氯气与碱溶液反应的化学方程式:Cl2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O。实验室也是根据这一原理来吸收Cl2尾气的。
该反应是一个氧化还原反应,Cl2中两个0价的Cl一个化合价升高为+1价一个化合价降低为-1价,所以氧化剂和还原剂都是氯气,且氧化剂和还原剂物质的量之比为1:1,它符合氧化还原反应规律中的歧化反应,用双线桥表示如下:
Cl2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O
从双线桥中可以发现:有1mol氯气参加反应时将会转移1mol电子或6.02×1023个电子。
我们用单线桥表示:
Cl2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H2O
从单线桥表示中我们更容易看出这个反应的实质,即氯元素自身发生氧化还原反应。那么这个反应的离子方程式应该怎么写呢?我们从书写离子方程式的规律中知道第一步写出正确的化学方程式,第二步拆,氯气和水不拆,NaOH 、NaCl 、NaClO需要拆,第三步删除两边相同的离子这样就可以写出正确的离子方程式:Cl2 +2 OH -= Cl -+ ClO- + H2O,这个是我们离子方程式正误判断中经常会出现的一个考点。
Cl2与NaOH溶液的反应也是工业制取漂白液的原理。漂白液的有效成分为NaClO,是一种比较稳定的物质,可用来杀菌、漂白。日常生活中经常使用的84消毒液的有效成分也是NaClO。
在工业生产漂白液时我们得到的产品中往往会含有NaClO3杂质,这是因为Cl2与NaOH溶液的反应是一个放热反应,在反应过程中溶液的温度会上升,温度高的情况下就会发生副反应生成NaClO3,所以在工业上制取漂白液时必须严格控制反应时的温度。这个副反应的化学方程式是:3Cl2 +6 NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O。我们不难发现这又是一个氧化还原反应中的歧化反应,分别用双线桥和单线桥表示如下:
3Cl2 + 6 NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2