化学氯气教学课件

化学氯气教学课件第一章氯气的基本认识氯是一种重要的非金属元素，在化学工业、水处理和材料制造中有广泛应用本章将介绍氯气的基本特性和在元素周期表中的位置元素符号物理状态，原子序数常温下为黄绿色气体Cl17危险性氯气的发现与命名氯气的发现历程是化学史上的重要篇章年11774瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒首次发现氯气，当时误认为是含氧化合物他通过将盐酸与二氧化锰反应制得了这种黄绿色气体2年1810英国科学家汉弗莱·戴维进一步研究确认氯为元素，并从希腊语chloros（绿色）为其命名，指其特有的黄绿色外观元素周期表中的氯基本信息物理化学特性符号电子排布Cl[Ne]3s²3p⁵原子序数电负性（仅次于氟、氧）17•

3.16所属族卤素族（第族）沸点17•-

34.04℃所属周期第周期熔点•3•-

101.5℃原子质量价电子数（易得到个电子成为•

35.45u•71负离子）氯作为卤素族元素，其化学性质活泼，易与其他元素形成化合物氯气的物理性质12物态与外观溶解性常温常压下为黄绿色气体，密度约为空气的倍，因此易沉积于在水中溶解度适中，在时，体积水可溶解约体积氯气，

2.520℃

12.3低洼处，这一特性在泄漏事故处理中尤为重要生成次氯酸和盐酸的混合溶液，即氯水34状态变化反应性在常压下，氯气液化温度为；固化温度为工业本身不可燃，但具有强氧化性，可与多种物质发生剧烈反应，甚至-

34.04℃-

101.5℃上常以液态形式储存在压力容器中引起爆炸特别是与氢气、氨气等反应十分剧烈了解氯气的物理性质对于安全处理和应用至关重要，特别是其密度大于空气的特性在安全防护中需格外注意氯气有毒且活泼的黄绿色气体氯气是一种具有强烈刺激性的黄绿色气体，其毒性和化学活性使其成为化学实验室和工业生产中需要谨慎处理的物质×°

2.5-34C3ppm空气密度比沸点嗅阈值氯气比空气重，泄漏时会常压下的液化温度人类能感知的最低浓度在低洼处积聚第二章氯气的制备与应用工业制备氯气盐水电解法（氯碱工业的核心工艺）原料准备电解过程产物分离配制浓度适宜的氯化钠溶液，经过预处理去除杂在电解槽中通入直流电，阳极产生氯气，阴极产氯气经冷却、干燥后收集；同时获得氢气和烧碱质生氢气和氢氧化钠两种重要副产品电解反应方程式2NaCl+2H₂O→Cl₂↑+H₂↑+2NaOH工业上也可通过熔融氯化钠电解制备，此时不产生氢氧化钠而是金属钠不同的电解槽设计（隔膜槽、汞槽、离子膜槽）具有不同的工艺特点和环境影响实验室制备氯气高锰酸钾氧化氯化氢法这是最常见的实验室制备氯气的方法反应原理利用强氧化剂氧化氯离子，使其失去电子生成氯气反应方程式KMnO₄+5HCl→KCl+MnCl₂+3H₂O+

2.5Cl₂↑操作要点通常将浓盐酸滴加到装有固体高锰酸钾的烧瓶中，产生的氯气经过水洗和干燥后收集氯气的主要应用领域水处理消毒造纸漂白制造有机合成医药制造PVC水处理领域有机合成领域氯气是全球最广泛使用的水处理消毒剂，能高效杀灭水中的细菌、病毒和其他病氯气是有机合成的重要试剂，用于制造聚氯乙烯、农药、溶剂等全球约有PVC原体自世纪初开始大规模应用于饮用水处理，有效预防了霍乱、伤寒等水传的药物制造过程中使用了氯化学品氯代有机物在现代生活中不可或缺，从2085%播疾病，被认为是公共卫生史上的重大进步建筑材料到医疗设备都有广泛应用氯气在有机合成中的作用氯原子取代反应氯气在有机化学中最重要的作用是通过自由基或离子机制参与取代反应，将有机分子中的氢原子替换为氯原子，从而改变化合物的物理化学性质烷烃氯化CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl继续氯化可得、、CH₂Cl₂CHCl₃CCl₄芳香族氯化C₆H₆+Cl₂→C₆H₅Cl+HCl需要催化剂，如或FeCl₃AlCl₃氯气加成C₂H₄+Cl₂→C₂H₄Cl₂不饱和烃与氯气的加成反应通过这些反应制备的氯代烃广泛应用于溶剂、制冷剂、聚合物原料等领域，如氯仿、四氯化碳、聚氯乙烯等重要化学品氯气保障饮用水安全自年美国首次使用氯气消毒饮用水以来，这种技术已成为全球水处理的标准方1908法99%

0.5-285%消毒效率城市使用率mg/L对大多数细菌和病毒的去饮用水中的标准余氯浓度全球城市水处理采用氯消除率毒的比例氯气消毒不仅杀灭有害微生物，还能在水管网中形成余氯，提供持续保护作用，防止二次污染第三章氯气的安全防护与环境影响氯气的危害性

3.5ppm嗅觉阈值人类能闻到的最低浓度30ppm刺激阈值引起明显咳嗽和胸闷1000ppm致命浓度短时间暴露即可致命呼吸系统危害皮肤与眼部危害长期健康影响氯气中毒症状与急救中毒症状（按暴露浓度和时间递增）急救措施轻度中毒•眼睛、鼻喉刺激和灼痛•咳嗽、胸闷、轻微头痛•皮肤发红、瘙痒中度中毒•剧烈咳嗽、呼吸困难•胸痛、声音嘶哑•恶心、呕吐、头晕立即离开迅速脱离污染环境，转移至新鲜空气处松开衣物解开领口，保持呼吸道通畅重度中毒清洗用大量清水冲洗接触部位•肺水肿（呼吸急促、发绀）医疗救助吸氧，紧急送医治疗•心率加快、血压下降注意观察症状可能延迟出现，需密切监测•意识模糊、昏迷氯气泄漏应急措施1疏散与报警立即疏散所有人员至上风处，至少800米安全距离•拨打应急电话，报告泄漏位置、规模和人员情况•设置警戒区域，防止无关人员进入2个人防护应急人员须穿戴全封闭防化服和正压自给式呼吸器•严禁单独行动，应至少两人一组进行处置•限制作业时间，防止过度暴露3泄漏控制•关闭泄漏源阀门，切断气源禁止直接用水冲洗泄漏物（会增加反应）•使用喷雾状水雾吸收空气中的氯气4后续处理•泄漏区域充分通风，稀释残留气体•用碱性溶液（如氢氧化钠）中和吸收氯气•监测空气质量直至恢复安全水平氯气的环境影响高暴露强影响/水环境形成三卤甲烷等有毒副产物空气环境破坏臭氧层并参与光化学反应局部风险生态毒性直接反应大范围影响//土壤环境对土壤微生物群落产生毒害生物体水生生物急性毒性与生物富集慢性或间接影响水环境影响大气环境影响氯气泄漏，危害巨大氯气泄漏事故是化工行业最危险的事故类型之一，仅一个标准气瓶的泄漏就可能影响数百米范围内的人员安全中国安全生产科学研究院——公里分钟24311-5全球事故影响范围反应时间年间全球记录的重大氯气泄漏事故大型泄漏事故的危害半径可达公里以上高浓度泄漏区域内有效救援的黄金时间窗口2010-20201数量氯气的储存与运输储存要求温度控制场所要求储存温度不应超过40℃，避免阳光直射和热源专用气瓶库，通风良好，地面高于周围地面，配备泄漏检测和喷淋系统隔离存放远离易燃物、有机物、还原剂和氨气等不相容物质运输规定氯气属于危险化学品，运输车辆必须取得危险货物运输许可，配备应急处理设备和防护用品，驾驶员需接受专业培训运输路线应避开人口密集区域，严格按照规定时间和路线行驶氯气的反应活性氯气是一种高度活泼的非金属元素，具有强氧化性，能与多种物质发生剧烈反应了解这些反应对安全处理氯气至关重要与水的反应氯气溶于水形成氯水，实际是复杂的平衡体系⇌Cl₂+H₂O HCl+HClO生成的次氯酸具有强氧化性和漂白性，是氯气消毒和漂白作用的主要活性物质HClO与氨的反应氯气与氨气反应生成爆炸性氮氯化物NH₃+3Cl₂→NCl₃+3HCl三氯化氮极不稳定，轻微震动或加热即可爆炸，是实验室常见的危险反应NCl₃与金属的反应氯气能与多数金属反应生成金属氯化物2Fe+3Cl₂→2FeCl₃这些反应通常放热剧烈，某些金属如钾、钠与氯气接触会自燃氯气的化学反应示范氯气漂白实验氯气与金属反应实验将氯气通入含有有色物质（如花瓣、染料）的溶液中，观察颜色逐渐消失的现象氯气通过氧化破坏色素分子中的共轭结构，使其失去吸收可见光的能力，从而表现出漂白效果反应原理色素+Cl₂+H₂O→无色产物+HCl氯气的检测方法化学试剂检测电子检测仪器检测管法淀粉碘化钾试纸是最常用的氯气检测方法氯气氧化碘化现代工业和实验室广泛使用电化学或光学传感器的氯气检使用含特殊试剂的玻璃检测管，通过手动抽气泵抽取待测-钾释放碘，碘与淀粉反应呈蓝色变色速度与氯气浓度相测仪，可实时监测空气中氯气浓度，达到预设阈值自动报空气氯气与试剂反应产生颜色变化，通过比色刻度读取关警检测范围通常为浓度简单可靠，适合现场快速检测

0.1-50ppm原理2KI+Cl₂→2KCl+I₂在工业和实验环境中，应定期校准检测设备，确保其准确性低浓度氯气气味并不总是可靠的指标，因为长时间暴露会导致嗅觉疲劳氯气的法律法规与标准职业暴露限值环境排放标准管理规定大气污染物排放标准氯气《危险化学品安全管理条例》氯气被列为剧毒化学品•≤5mg/m³1ppm废水中余氯限值《危险化学品目录》氯气为第类有毒气体•≤

0.5mg/L•

2.3环境空气质量标准中氯气限值《易制爆危险化学品名录》氯气需专门管理•

0.1mg/m³•时间加权平均值小时工作日的平均允许浓度83ppm短时间暴露限值任何分钟内的最高允许浓度15任何使用、生产、储存氯气的单位必须取得相应资质，建立健全安全管理制度，配备合格的安全管理人员操作人员必须接受专业培训并取得上岗证书氯气安全操作规范操作前准备操作后处理•检查设备完整性和气密性•关闭所有阀门和开关穿戴完整个人防护装备（防护服、手套、防毒面具）•排空管路中残留氯气•确认应急设备可用（喷淋、洗眼器）•用碱液中和残留物•检查通风系统运行状态•填写操作记录123操作过程控制•严格按操作规程进行•保持工作区通风良好•定期检测空气中氯气浓度•轻开钢瓶阀门，防止过快释放禁止事项严禁与氨气、乙炔、氢气、油脂等接触•禁止在不通风场所操作氯气•禁止使用铜、铝等金属制作的阀门和管道•禁止单独作业，至少两人同时在场氯气事故案例分析事故概况年月，某化工厂在维修过程中发生氯气泄漏一条连接储罐的管道因20205腐蚀破裂，短时间内泄漏约氯气事故造成人轻度中毒，人重度中200kg235毒，周边社区余人紧急疏散2000应急响应工厂立即启动应急预案，关闭主阀门，紧急调用碱液喷淋系统吸收泄漏气体当地消防部门穿戴全封闭防护装备进入现场，使用水雾稀释空气中氯气医疗队对中毒人员进行及时救治，重症患者使用气管插管和糖皮质激素治疗事故教训调查发现事故主要原因是）设备腐蚀检测不到位；）维修作业未按规程12操作；）员工安全意识和应急处理能力不足；）应急设备未及时更新维34护此事故再次证明了预防为主的安全理念的重要性该事故后，当地政府强化了危险化学品管理法规，要求所有化工企业升级安全设施，增加泄漏自动检测系统，并定期开展应急演练氯气与化学武器历史国际公约第一次世界大战后，国际社会认识到化学武器的残酷性，年签1925署了《日内瓦议定书》，禁止在战争中使用毒气和细菌武器年，《禁止化学武器公约》签署，全面禁止发展、生产、储存1993和使用化学武器，要求销毁现有库存中国于年批准加入该公1997约193签约国禁止化学武器公约成员国数量98%一战中的氯气全球覆盖年月日，德军在比利时伊普尔战役中首次大规模使用氯气作为化学武器，释放约吨氯气攻世界人口生活在公约保护下1915422168击法国军队阵地由于当时士兵缺乏防护装备，这次攻击造成约人死亡，人受伤这是现代500015000化学战的开端氯气的未来发展与替代技术臭氧消毒紫外线消毒电解制次氯酸膜过滤技术智能监控水处理替代技术安全技术创新随着环保意识提高，多种氯气替代技术正在发展提高氯气使用安全性的新技术臭氧消毒强氧化性，无残留，但设备成本高•智能泄漏监测系统，可实现远程预警紫外线消毒物理方法，无化学添加，能耗低•自动化控制系统，减少人为操作风险•电解制次氯酸钠现场制备，减少运输风险•纳米吸附材料，提高泄漏处理效率•二氧化氯消毒能力强，不产生三卤甲烷•气体捕获转化技术，将泄漏氯气转化为有用产品课堂小结基本特性制备与应用氯气是一种黄绿色有毒气体，具有强氧化性工业上主要通过盐水电解制取，广泛应用于水在元素周期表中位于第族（卤素），原子序17处理、塑料制造、有机合成等领域数17化学反应环境影响与水反应生成和，与金属反应生HCl HClO可形成有害的消毒副产品，对水生生物有成氯化物，在有机合成中可实现取代和加毒性，排放需严格控制以保护环境成反应安全防护危险性操作需穿戴完备防护装备，确保通风，定期检具有强刺激性和腐蚀性，可导致呼吸道损伤、查设备，建立应急预案肺水肿甚至死亡，需严格按规程操作氯气是一种既有广泛应用价值又具有高度危险性的化学物质，掌握其特性和安全知识对化学工作者和相关行业从业人员至关重要互动环节氯气知识问答基础知识制备与应用氯气的化学符号是什么？工业上主要通过什么方法制备氯气？

1.

1.氯在元素周期表中的位置？实验室中如何制备氯气？写出化学

2.

2.方程式谁最早发现了氯气？氯的名称来源

3.于什么？氯气在水处理中的主要作用是什么？

3.氯气的颜色和气味特征是什么？的全称是什么？与氯气有什么

4.

4.PVC关系？安全与防护吸入高浓度氯气会有什么症状？

1.氯气泄漏时应往哪个方向疏散？为什么？

2.处理氯气泄漏为什么不能直接用水冲洗？

3.如何检测空气中是否存在氯气？

4.思考题如果你是一名水厂技术人员，负责选择消毒方案，你会如何权衡氯气消毒与其他替代技术的优缺点？考虑哪些因素？致谢与参考资料主要参考文献《无机化学》第六版，北京大学出版社•《危险化学品安全技术全书》，化学工业出版社•《水处理工程手册》，中国建筑工业出版社•《化学品生产安全事故案例分析》，应急管理出版社•《有机合成化学》第四版，高等教育出版社•《环境化学》第三版，高等教育出版社•标准与法规课程资源《氯气安全规程》•GB11651-2008扫描二维码获取更多学习资源《危险废物鉴别标准》•GB/T

5085.1-2007实验视频演示•《工作场所有害因素职业接触限值》•GBZ

2.1-2019习题与答案•《危险化学品安全管理条例》（年修订版）•2011安全操作指南•相关阅读材料•感谢您的关注！。