铜丝在氯气中燃烧(氯气的颜色气味)

氯气的化学性质：氯气具有助燃性，可以与金属反应，也可以与非金属反应。

氯气的化学性质

许多物质都可在氯气中燃烧，氯气与钠的反应，产生大量的白烟，放热，反应方程式为：2Na+Cl2=2NaCl。红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色，加足量水后，溶液完全显蓝色，反应方程式为：Cu+Cl2=CuCl2。铁丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕红色烟，加少量水后，溶液呈黄色。

首先给提问者点个赞，你能发现这个实验现象，说明你真的是很细心的。

取一束多股电线中的全新细铜丝，用坩埚钳夹好，放在酒精灯外焰中加热，可见火焰颜色变化不明显。

再取同样一束全新细铜丝，用坩埚钳夹好，用手指在细铜丝表面擦抹几次，再放到同样的酒精灯外焰中加热，往往可见火焰明显变成绿色。

皮肤表面的汗液中含有氯化钠，即食盐，电离出的Cl-离子与铜丝表面接触后，就会使得铜丝明显出现绿色的焰色反应。

焰色反应需要元素被加热到足够的温度，在火焰中形成含有元素离子的“离子气体”（即等离子体），才能在电子的能级跃迁过程中放出光子，看到特定焰色。

锂、钠、钾等轻元素，特别是碱金属元素，在较低温度下就容易在火焰中形成等离子体，因此焰色反应效果明显，只需铂丝蘸少量稀盐溶液放在酒精灯外焰中灼烧就能看到明显的焰色反应效果，金属燃烧时的焰色反应效果也非常明显，因为活泼碱金属的外层电子极易失去生成离子，进而形成等离子体。

但对于铜这样的重元素，加之又是不活泼元素，熔点又较高，单质铜放在酒精灯外焰温度的火焰中加热，温度不够高，很难在火焰中形成含有足量铜离子的等离子体，因此往往看不到铜的焰色反应效果，但如果单质铜在足够的温度中加热，还是能看到焰色的，例如铜导线在弧光放电（温度极高）中往往能看到明显的绿色电弧。

如果铜表面接触微量的Cl-，则情况就发生了变化，铜表面往往有少量的氧化铜，接触Cl-后因为离子交换作用，会生成微量的CuCl2，CuCl2是低沸点的共价化合物，在较低温度火焰中就容易蒸发，在火焰中电离出CuCl+、Cu2+等离子，出现明显的焰色反应效果。

Cu2+离子的焰色一般认为是绿色（翠绿色），硫酸铜溶液蘸在铂丝上灼烧，焰色反应是翠绿色的。但火焰中CuCl+离子发出的焰色却更接近蓝色，可以通过一个实验来证明：

在一只较大的集气瓶或者锥形瓶中，放入少量高锰酸钾（0.1g已经足够），加入2ml左右浓盐酸，使得集气瓶中有较低浓度的氯气（不必明显看到黄绿色），取一束细铜丝用坩埚钳夹好，在酒精灯外焰上灼热到红热后，立即放入集气瓶中，此时可见铜丝表面有棕色的烟冒出（无水CuCl2），取出细铜丝，放在酒精灯外焰中重新加热，附着有CuCl2的细铜丝在酒精灯外焰中呈现美丽的蓝绿色焰色反应，火焰外层带绿色，中心以明亮的蓝色为主，这种蓝色就是CuCl+离子的焰色。

CuCl+离子蓝色焰色的一个典型应用实例是烟火发光剂，在烟火发光剂中，如果氧化剂使用了KClO4或者KClO3，则发光剂燃烧时生成KCl和Cl-离子，在发光剂中加入铜盐，Cu2+与Cl-离子结合得到CuCl+，就会出现明显的蓝色，因此铜盐，例如碱式碳酸铜，在烟火发光剂中是蓝色发光药剂，而不是绿色发光药剂，烟火发光剂中的绿色发光药剂只能使用钡盐。

有机化学中鉴别卤代烃的一种方法，就是将卤代烃蘸于洁净铜丝上，在火焰中灼烧，如果出现蓝绿色火焰则证明有卤素存在，原理是类似的。

锶盐在火焰中灼烧发出红光，但要得到鲜艳的红光，作为红色报警或者求救信号，也要求有SrCl+离子的存在才会有较好的效果，因此红色火焰信号用烟火剂，单用硝酸锶Sr(NO3)2作为氧化剂是不够的，必须加入KClO4（用KClO3不安全），才能得到鲜艳红光的火焰信号，例如铁路用信号火炬，点燃后能发出鲜艳明亮的红光，持续燃烧数十秒钟，指示司机紧急停车，这种信号火炬的药剂配方主要成分是KClO4、Sr(NO3)2、木炭、硫磺、氯化石蜡（或者聚氯乙烯树脂）等，其中氯化石蜡或者聚氯乙烯树脂一方面起到燃速控制的作用，另一方面也能提供足够的Cl-以生成足量的SrCl+离子，保证红光的鲜艳明亮程度。

熔沸点较低，常温常压下，熔点为-101.00℃，沸点-34.05℃，常温下把氯气加压至600～700kPa或在常压下冷却到-34℃都可以使其变成液氯，液氯是一种油状的液体，其与氯气物理性质不同，但化学性质基本相同。

溶解性

可溶于水，易溶于有机溶剂（例如：四氯化碳）难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成黄绿色氯水，密度为3.170g/L，比空气密度大。

自然分布

自然界中游离状态的氯存在于大气层中，不过此时的氯气受紫外线经常会分解成两个氯原子（自由基）。是破坏臭氧层的主要单质之一。

化学性质

助燃性

氯气支持燃烧，许多物质都可在氯气中燃烧（除少数物质如碳单质等）。

与金属反应

1、与钠的反应：2Na+Cl2=2NaCl

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钠在氯气中燃烧

现象：钠在氯气里剧烈燃烧，产生大量的白烟，放热。

2、与铜的反应：Cu+Cl2=CuCl2

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铜在氯气中燃烧

现象：红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕黄色的烟，加少量水后，溶液呈蓝绿色（绿色较明显），加足量水后，溶液完全显蓝色。

3、与铁的反应：2Fe+3Cl2=2FeCl3

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铁在氯气中燃烧

现象;铁丝在氯气里剧烈燃烧，瓶里充满棕红色烟，加少量水后，溶液呈黄色。

4、与镁的反应：Mg+Cl2=MgCl2

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镁在氯气中燃烧

现象;非常剧烈的燃烧，生成白色的烟。

注：氯气具有强氧化性，加热下可以与所有金属反应，如金、铂在热氯气中燃烧，而与Fe、Cu等变价金属反应则生成高价金属氯化物。

常温下，干燥氯气或液氯不与铁反应，只能在加热情况下反应，所以可用钢瓶储存氯气（液氯）。

与非金属反应

1、与氢气的反应：H?+Cl?=点燃=2HCl

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氯气与氢气反应

现象：H?在Cl?中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口处出现白雾。

H?+Cl?=光照=2HCl

现象：H?在Cl?中安静地燃烧，发出苍白色火焰，瓶口处出现白雾。

注：将点燃的氢气放入氯气中，氢气只在管口与少量的氯气接触，产生少量的热；点燃氢气与氯气的混合气体时，大量氢气与氯气接触，迅速化合放出大量热，使气体急剧膨胀而发生爆炸。工业上制盐酸使氯气在氢气中燃烧。氢气在氯气中爆炸极限是9.8%～52.8%。

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磷在氯气中燃烧

2、与磷的反应：2P+3Cl?（少量）=点燃=2PCl?

2P+5Cl?（过量）点燃=2PCl5

现象：产生白色烟雾

3、与硫的反应：2S+Cl?=点燃=S?Cl?

注：在一定条件下，氯气还可与S、Si等非金属直接化合。

4、与水反应：Cl?+H?O=HCl+HClO（可逆反应）

现象：水变黄绿色，气泡在水里又冒出来，有刺激性气味。

注：在该反应中，氧化剂是Cl?，还原剂也是Cl?，本反应是歧化反应。氯气遇水会产生次氯酸，次氯酸具有净化（漂白）作用，用于消毒——溶于水生成的HClO具有强氧化性。

5、与二氧化硫和水反应：SO?+Cl?+2H?O=H?SO?+2HCl

6、与碱溶液反应：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl?+Ca（ClO）2+2H2O

注：上述两反应中，Cl?作氧化剂和还原剂，是歧化反应。

7、与盐溶液反应：Cl2+2FeCl2=2FeCl3

Cl2+Na2S=2NaCl+S

Cl2+2I-=2Cl-+I2↓

Cl2+2Br-=2Cl-+Br2↓

注：中学阶段用来证明氯气非金属性和氧化性比硫强。

8、与二硫化碳反应：CS2+3Cl2→CCl4+S2Cl2

注：反应条件为90℃到100℃。

9、与甲烷的反应：CH?+Cl?—光照→CH?Cl+HCl

CH?Cl+Cl?—光照→CH?Cl?+HCl

CH?Cl?+Cl?—光照→CHCl?+HCl

CHCl?+Cl?—光照→CCl?+HCl

现象：黄绿色气体消失，容器内壁出现液珠，容器内压强下降。氯气与甲烷反应时，四个反应同时进行。

10、与乙烯的反应：CH?=CH?+Cl?→CH?ClCH?Cl（1，2-二氯乙烷）(加成反应）

11、与苯的反应：C6H6+3Cl2→C6H6Cl6

铜在氯气中燃烧得到的是“无水氯化铜”,无水氯化铜呈棕黄色,常以(CuCl2)n的形式存在.

氯化铜晶体是二水物,一般是绿色到蓝色的晶体,加热至100℃失去2个结晶水,但高温下易水解而难以得到无水盐.从氯化铜水溶液生成结晶时,在26～42℃得到二水物,在15℃以下得到四水物,在15～25.7℃得到三水物,在42℃以上得到一水物,在100℃得到无水物.有毒!

铜在氯气中燃烧：剧烈燃烧,绿色火焰（这个不容易看到）,大量棕黄色烟,生成淡绿色氯化铜.Cu+Cl2==CuCl2

铜在氧气中：光亮的铜丝表面变黑（生成黑色氧化铜）2Cu+O2==2CuO

氢气在氯气里燃烧：平静燃烧,苍白色火焰,瓶口有白雾

铁在氯气中燃烧：剧烈反应,大量棕红色烟

铁在氧气中燃烧：剧烈反应,火星四射,生成黑色固体（四氧化三铁）

钠在氯气中燃烧：黄光,大量白烟

磷在足量的氯气中燃烧：生成五氯化磷白色固体,大量白烟.

磷在少量的氯气中的燃烧,生成三氯化磷的液体,在气体中是小液滴的形式,能够观察到的现象是有大量的白雾.

烟雾是大量细小固体颗粒与大量细小液滴同时分散在气体中形成的混合物,观察到的现象是产生白色烟雾.而实际上磷在氯气中燃烧往往得到的是液态的PCl3和固态的PCl5的混合物,看到的现象就是白色的烟雾.