(Cl₂)与碱(如氢氧化钠 NaOH 或氢氧化钙 Ca(OH)₂)反应会发生歧化反应(既是氧化剂又是还原剂)。反应的产物取决于反应的温度:
1. 在较低温度下(通常是常温或稍高于常温)
主要产物是次氯酸盐和氯化物。
反应方程式(以 NaOH 为例):
`Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O`
产物:
氯化钠(NaCl)
次氯酸钠(NaClO)
水(H₂O)
解释: 在这个反应中,一个氯原子被氧化(从 0 价升到 +1 价,形成 ClO⁻),另一个氯原子被还原(从 0 价降到 -1 价,形成 Cl⁻)。
工业应用: 这是工业上生产次氯酸钠(漂白液、消毒液的主要成分)的方法。例如,常见的“84消毒液”就是次氯酸钠溶液。
2. 在较高温度下(通常 > 70°C)
主要产物是氯酸盐和氯化物。
反应方程式(以 NaOH 为例):
`3Cl₂ + 6NaOH → 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O`
产物:
氯化钠(NaCl)
氯酸钠(NaClO₃)
水(H₂O)
解释: 在高温下,歧化反应进行得更彻底,分子中的氯原子分别被氧化到 +5 价(形成 ClO₃⁻)和还原到 -1 价(形成 Cl⁻)。
工业应用: 这是工业上生产氯酸钠(用于制造二氧化氯、除草剂、等)的方法。
3. 与氢氧化钙(熟石灰)的反应
与氢氧化钙反应,在常温下生成漂白粉。
反应方程式(简化):
`2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ → CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O`
产物:
氯化钙(CaCl₂)
次氯酸钙(Ca(ClO)₂)
水(H₂O)
解释: 原理与低温下和 NaOH 反应类似,产物是次氯酸钙和氯化钙的混合物,称为漂白粉,是常用的漂白剂和消毒剂。
核心反应类型: 歧化反应。
关键影响因素: 温度。低温得次氯酸盐,高温得氯酸盐。
主要产物:
低温: 次氯酸盐(如 NaClO, Ca(ClO)₂) + 氯化物(如 NaCl, CaCl₂) + 水
高温: 氯酸盐(如 NaClO₃) + 氯化物(如 NaCl) + 水
与碱反应生成什么,需要根据具体的反应温度来判断。常温下最常见的是生成次氯酸盐和氯化物。