隨著夏天到來 爸爸媽媽常常幫小孩安排暑期游泳課程 或帶孩子們去游泳池嬉水消暑 來到游泳池 總會聞到難聞的氣味 小孩不禁皺起眉頭詢問爸媽這是什麼味道？ 其實 游泳池業者為了讓水質合乎標準 通常會在水中添加「氯」來減少水中的細菌 及病毒所產生的氣味 氯氣是具有消毒和氧化力的物質 在週期表中是第三週期第17族的元素 此族我們通常稱之為鹵素 鹵素元素的外圍有7個價電子 若以離子型態的方式存在 則會形成負1價以滿足八隅體規則 常見的鹵素元素有氟、氯、溴、碘 此四種元素的性質比較如畫面所示 和我們日常生活較多緊密關係的為氯氣 因此 這個單元 我們要來認識鹵素中氯的相關知識 自然界的氯主要是以氯離子的方式存在海水中 或是以NaCl、MgCl₂及CaCl₂等離子固體的形態存在於鹽岩裡 很多含氯的化合物是我們生活的必需品 例如食鹽、鹽酸或含次氯酸鈉的漂白水等 都各自有很重要的功能 氯氣是一種雙原子分子 密度比空氣大 在常溫下是一種黃綠色氣體 化性活潑 易溶於水 對人體黏膜具刺激性 氯氣為一種強氧化劑 可將溴離子氧化成溴分子 反應式如畫面所示。 氯水加入溴化鉀水溶液中 可以觀察到氯氣將溶液中的溴離子氧化成溴分子 而使溶液呈現橙紅色 氯氣也可以用來氧化細菌 達到消毒的目的 例如 自來水廠的水處理 會在最後一道手續中 以氯氣加以滅菌 氯氣易溶於水 在冷水中會發生自身氧化還原反應 生成鹽酸及次氯酸 此即為「氯水」 氯氣的製備方法有： 實驗室法 實驗室法 常以濃鹽酸與二氧化錳共熱 以製得氯氣反應式如畫面所示 注意 在製造氯氣時 為了避免氯氣外洩 必須在最後一個錐形瓶中放置硫代硫酸鈉 當氯氣到達此錐形瓶時 硫代硫酸鈉會與氯氣產生黃色的硫沉澱出來 硫代硫酸鈉與氯氣的反應式如畫面所示 因此可以藉由目視觀察法 立即將實驗停止 以避免氯氣外洩產生危險 工業法 工業上大多以電解濃食鹽水或是熔融態的食鹽來大量製造氯氣 電解反應式如畫面所示 檢驗氯氣的方法 可用溼潤的碘化鉀澱粉試紙與氯氣接觸 利用氯氣的氧化力 使碘化鉀中的碘離子氧化成碘分子 遇澱粉後呈現藍黑色 下列有關氯氣性質及製備的敘述 哪些正確？ 氯氣的功能有 具氧化力 可作為消毒劑及漂白劑 例如 自來水的消毒、紙漿及棉織布料的漂白等 氯氣可以與氧化鈣反應 製造漂白粉 其學名為氯化次氯酸鈣（CaCl） 反應式如畫面所示 其水溶液具有氧化力、漂白力及殺菌力 前面提過 氯氣溶於冷水 可得氯水 而若將氯氣通入冷的氫氧化鈉溶液中 則可得到次氯酸鈉水溶液 此即大家常稱的漂白水 其反應式如畫面所示 次氯酸與次氯酸鈉的用途很類似 都具有氧化力 可作為漂白劑、消毒劑 新冠肺炎疫情非常嚴重的時期 有許多人用稀釋的氯水或漂白水來打掃擦拭環境 以避免病毒感染 氯氣也可作為製備氯酸鉀的原料 氯酸鉀為白色粉末 常被用來製作爆竹、炸藥及火柴 在實驗室也可以將氯酸鉀於二氧化錳的催化下加熱 以製得氧氣 反應式如畫面所示 氯氣還可作為生產農藥、聚氯乙烯塑膠、 氯仿、二氯甲烷等有機溶劑的主要原料 功能很廣 下列敘述是有關氯氣及其相關物質的功用 哪些是正確的？ 日常生活中有不少常見的含氯化合物 例如：鹽酸 鹽酸學名為氫氯酸 是由氯化氫氣體溶於水所得的水溶液 氯化氫本身是一種無色、具有刺激性的氣體 可由食鹽與濃硫酸反應製得 反應式如畫面所示 鹽酸用途很廣 是實驗室常見的強酸試劑 在食品工業上可用來水解澱粉 以產生葡萄糖 可應用於電鍍工業以清洗金屬表面的鏽蝕 也有人用來做浴室及廁所的清潔 而人體中的胃酸主要成分即為鹽酸 此外 食鹽也是一種含氯化合物 食鹽即氯化鈉晶體 常作為食物的調味劑 已可算是日常生活必需品 除了可增添食物的美味 也能補充人體所需的電解質 近年來 為了提升口感以及精緻化 除了精鹽還有岩鹽、玫瑰鹽等其他鹽類可供選擇 讓我們來整理一下這個單元學到的觀念 常見的鹵素元素有氟、氯、溴、碘 具有7個價電子 常以-1價的離子方式存在 此四種元素的性質比較如畫面表格整理 自然界的氯主要是存在海水或岩鹽中 氯氣為黃綠色具刺激性的氣體 化性活潑 易溶於水 氯氣為一種強氧化劑 可將溴離子氧化成溴分子 也可以用來氧化細菌 達到消毒的目的 氯氣易溶於水 在冷水中會發生自身氧化還原反應 生成鹽酸及次氯酸 氯氣的實驗室製備方法為濃鹽酸與二氧化錳共熱 工業上的製備方法為電解濃食鹽水或熔融態的食鹽 氯氣的功能有 具氧化力 可作為消毒劑及漂白劑 氯氣可以與氧化鈣反應 製造漂白粉 其學名為氯化次氯酸鈣 氯氣溶於冷水 可得次氯酸水溶液 若與冷的氫氧化鈉反應 則可得到次氯酸鈉水溶液 兩者均具有氧化力及漂白力 以氯氣為原料 可製得氯酸鉀 氯酸鉀常被用來製作爆竹、炸藥及火柴 可以在實驗室以二氧化錳催化並加熱 以製得氧氣 氯氣還可作為生產農藥、聚氯乙烯塑膠 氯仿、二氯甲烷等主要原料 常見的含氯化合物有 鹽酸 是常見的強酸試劑 在食品工業上可用來製造葡萄糖 可應用於電鍍工業 或用來做浴室及廁所的清潔 食鹽（氯化鈉晶體） 作為調味劑 補充人體所需的電解質 同學們 看完本單元你是否已經認識「鹵素的介紹」相關知識了呢？ 歡迎到留言區與我們分享你的學習心得喔！ 我們下次再見