氯气和水反应可逆吗,这个化学反应到底能不能往回走呢

探讨氯水相关的难点解析

——化学知识精讲系列002

目标读者:高中一年级新生及在第一轮复习中感到吃力的高三学生

氯水化学成分解析

从基础化学视角来看,氯水是一种由水、氯气、氯化氢以及次氯酸四种化学物质构成的混合体系(后续将从分子与离子等微观层面深入剖析其构成)。其中,水的存在无需额外证明;溶液呈现浅黄绿色特征表明其中溶解了氯气分子;当溶液与活泼金属接触产生气体或与碳酸钠溶液反应生成气体时,可确认存在酸性物质;若向溶液中加入硝酸银溶液形成沉淀,则证明其中含有氯化氢分子;而溶液所展现的漂白特性,则直接表明其含有强氧化性的次氯酸分子。

氯气与水的可逆反应特性

氯气不仅能溶解于水,同时也会与水发生化学反应。显而易见,水作为反应物之一有剩余,而溶液仍保持浅黄绿色则说明氯气作为反应物并未完全消耗。这种两种反应物同时存在的现象,可能与部分学生在初中阶段形成的固定思维模式产生认知冲突(即认为反应物会完全转化为产物)。实际上,这是由于反应生成的氯化氢与次氯酸之间能够发生逆向反应,重新生成氯气和水,从而导致反应无法进行到底。我们将这类正逆反应同时存在的化学过程称为可逆反应。事实上,在初中阶段学习的二氧化碳与水的反应,就属于典型的可逆反应实例。

氯水的主要化学特性

鉴于氯水是由水、氯气、氯化氢和次氯酸四种物质组成的混合体系,因此它同时具备这四种物质所特有的化学性质。例如,氯水与活泼金属反应会产生氢气;与碳酸盐反应会产生二氧化碳气体;向其中加入硝酸银溶液会形成氯化银沉淀;若向氯水中滴加紫色石蕊试液,溶液会先呈现红色,随后逐渐褪色。

氯水的储存注意事项

由于次氯酸在光照条件下会分解生成氯化氢和氧气,因此氯水应避光保存在阴凉环境中。在实验室环境中,氯水通常不会长时间储存,放置时间过长会转变为稀盐酸溶液。即使是短期保存,也应使用带玻璃塞的棕色细口瓶进行储存。

次氯酸的强氧化性特性

次氯酸因其强氧化性而被广泛应用于漂白和消毒领域。然而,次氯酸本身化学性质不稳定,在实际生活和工业生产中,通常使用能够转化为次氯酸的化合物。例如,84消毒液的有效成分是次氯酸钠,漂白粉的有效成分是次氯酸钙,它们都能与空气中的二氧化碳和水反应生成次氯酸,从而发挥漂白和消毒作用。因此,在高中化学学习阶段,若无额外信息补充,只有含有次氯酸或能够生成次氯酸的含氯物质才具备杀菌消毒功能或漂白特性。

重要化学试剂——氯水

由于氯水成分复杂,导致其作为实验试剂参与反应时可能引发多个化学反应。在高中化学阶段,通常利用氯水作为氧化剂,只要氯气具备相应的氧化能力,化学方程式一般仅书写氯气参与的反应式。(这可能与氯水中的主要溶质为氯气有关)

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