海水中富集的元素-氯

氯元素是一种活泼的非金属元素，其原子的最外层有7个电子，在化学反应中容易得到1个电子，呈现-1价。因此，氯元素在自然界中常以化合态形式存在。海水里富集大量的NaCl、KCl，是取之不尽的氯元素的源泉。氯元素对生命有着重要意义，人的血液和胃液中都含有氯元素。

1.氯气的物理性质

氯气（Cl2）是由氯元素组成的非金属单质。通常状况下，Cl2是有强烈刺激性气味的黄绿色气体，能溶于水，有毒（使用时要注意安全！）；在常压下冷却至-34.6℃会变为黄绿色油状液体，工业上称之为“液氯”。

■化学史话

卡尔·威廉·舍勒（1742—1786）

1774年，瑞典化学家舍勒在将软锰矿（主要成分是MnO2）与浓盐酸混合加热的实验过程中，发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。但由于受到当时“燃素说”（后来证明是错误的）的影响，他最终未能确定这种气体的组成。后来的一些研究者由于受到“一切酸中均含有氧”的观点束缚，认为该黄绿色气体是“氧化的盐酸”气。直到1810年，英国化学家戴维基于大量的实验事实，确认“氧化的盐酸”不是一种化合物，而是由一种新元素组成的单质，他将这种元素命名为chlorine，有“绿色”之意。中文译名曾为“绿气”，后改名为“氯气”。

2.氯气的化学性质

（1）氯气与金属的反应

氯气的化学性质很活泼，能与大多数金属直接化合。例如，钠、铜、铁等金属都能在C12中燃烧：

（2）氯气与非金属的反应

初中化学中，曾做过H2在空气中燃烧的实验。H2在Cl2中也可以燃烧，并发出苍白色的火焰，燃烧后生成的气体是氯化氢，该气体极易溶于水，形成的水溶液就是我们常用的盐酸。

思考与交流　在初中化学里，学过物质燃烧应具备两个条件：一是与空气接触，二是温度达到最低着火点。结合Cl2与H2的反应，你对燃烧的条件有何新的认识？

（3）氯气与水的反应

C12溶于水，常温下，1体积的水能够溶解约2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。在氯水中，部分C12分子与水发生反应，生成盐酸和次氯酸（HClO）。

HClO具有强的氧化性，能杀死水里的病菌。目前，很多自来水厂采用Cl2（1L水中约通入0.002g Cl2）杀菌消毒就是基于这种作用。生活中，打开自来水龙头时，偶尔闻到自来水中散发出来的刺激性气味就是余氯的气味。HClO还能使某些染料和有机色素退色，具有漂白作用。

（4）氯气与碱的反应

Cl2可与NaOH溶液反应，生成氯化钠和次氯酸钠（NaClO）。(www.xing528.com)

如果将C12通入消石灰［Ca（OH）2］溶液中，即可制得漂白粉。漂白粉的主要成分是次氯酸钙［Ca（ClO）2］和氯化钙，有效成分是Ca（ClO）2。

漂白粉是廉价的杀菌、消毒剂，广泛用于漂白棉、麻、纸浆等。

■科学视野

漂粉精

生活中，人们经常用到漂白粉、漂粉精等漂白剂，其中，漂粉精是Cl2与Ca（OH）2充分反应并使Ca（ClO）2成为主要成分。一般，漂粉精中含有效氯约70%（质量分数），而漂白粉中含有效氯约35%（质量分数）。漂白粉和漂粉精既可用作漂白棉、麻、纸张的漂白剂，又可用作游泳池及环境的消毒剂。

■实践活动

图7-1-1　含氯物质

在滴有酚酞的NaOH溶液中，滴加新制氯水，边滴边振荡，红色会逐渐消失。对于红色消失的原因，甲同学认为是Cl2与H2O反应生成的HCl和HClO中和了NaOH引起的；乙同学认为这是因为Cl2与H2O反应生成的具有强氧化性的HClO使红色酚酞变成了无色的物质。你认为哪位同学的说法正确？请设计实验，证明自己的观点。

3.氯气的用途

氯气除用作消毒剂与杀菌剂、制取盐酸和漂白粉外，还可用来制造氯丁橡胶、聚氯乙烯塑料、合成纤维、农药、有机溶剂（如氯仿、四氯化碳）和其他氯化物等，所以氯气是一种重要的化工原料。

■知识链接

氟、碘与人体健康

在元素周期表中，氟（F）、碘（I）与氯同处于第ⅦA族，都是比较活泼的非金属元素。

氟是人和动物不可缺少的微量元素，在自然界分布很广。在人的膳食和饮水中都含有氟，茶叶中含氟量最高，粮食、蔬菜和水果中也含有少量氟。氟能增强骨骼的硬度，加速骨骼的形成。人体如缺氟，不仅会造成龋齿，对骨骼的成长也会产生重要影响。此外，缺氟会造成老年性骨质疏松症。因此适量的氟对人体十分有益。但是不论是在牙膏中加氟，还是在自来水中加氟，都必须注意适量。如果摄入量过多，可引起“斑牙症”。

碘是人类发现的第二个人体必需的微量元素。碘在海水中的含量极少，但产自海洋的海带中碘含量要高得多，风干的海带含碘0.5%（质量分数），其他海产品如紫菜、海参、海蜇、干贝、海虾等，也都含有较丰富的碘。碘也存在于盐井的卤水中。

碘是人体甲状腺激素的重要成分，与人体的生长发育和新陈代谢关系密切，特别是对大脑的发育起着决定性作用。如果碘缺乏，会引起碘缺乏病（简称IDD）。青少年及成人缺碘可引起甲状腺肿大，出现“大脖子病”；孕妇缺碘会引起早产、流产、新生儿先天畸形等；婴幼儿缺碘会引起克汀病，严重的还会引起智力受损，而且有些损害甚至无法弥补。同时，高碘对人同样有害，因此应注意科学补碘。

在我国，缺碘的情况比较普遍。1991年3月我国政府向国际社会作出承诺：到2000年在中国内地消除碘缺乏病。为此，我国已在缺碘地区实行“食盐加碘”，将加碘食盐作为规定的食盐，并对食盐的标准及碘的含量作了严格的规定。