为什么在方程式中通常用氯气表示氯水反应?
时间:2024-11-11 09:06 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 氯气
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在化学方程式中通常使用氯气(Cl₂)来表示氯水反应,而不是直接写出氯水中的所有成分,这主要是出于简化表达、强调主要反应物和产物、以及便于理解和计算等方面的考虑。
正如我一直主张的:知识有层次,反应有主次。
氯水中各成分的浓度
常温常压下,1体积水溶解大约2体积Cl₂,饱和氯水中Cl₂总浓度约为0.09 mol/L。
实验测得约有三分之一的Cl₂与水发生反应:
Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO
因此氯水的成分及其浓度:盐酸(HCl)0.09 mol/L;次氯酸(HClO)0.03 mol/L;剩余的Cl₂浓度,约为0.06 mol/L。
在氯水中还存在如下三个平衡:
①Cl₂+H₂O⇌H⁺+Cl⁻+HClO
②HClO⇌H⁺+ClO⁻
③H₂O⇌H⁺+OH⁻
简化表达
可见氯水是一个复杂的体系,我们通常说在氯水中含有“三分子”:H₂O、Cl₂、HClO;“四离子”:H⁺、Cl⁻以及极少量的ClO⁻、OH⁻。
如果在方程式中直接表示这些成分,会使方程式变得异常复杂,不利于教学和理解。因此,通常采用氯气(Cl₂)来代表氯水的主要成分,简化表达。
Cl₂与水反应Cl₂+H₂O⇌HCl+HClO的过程是氯水性质的核心,产物HClO在许多应用中起着决定性作用,如消毒、漂白等。
但氯水中Cl₂的浓度要远大于HClO,用Cl₂表示氯水,更能突出主体反应物。
而且Cl₂与水的反应是一个可逆反应,用Cl₂表示可以更清晰地反映出这一特点。新版教材在方程式中使用双向箭头(⇌)来表示反应的可逆性,有助于学生理解反应的动态平衡状态。而如果直接写出氯水中的所有成分,则难以直观地展示出这种可逆性。
便于理解和计算
在教学和科学研究中,使用Cl₂代表氯水表示反应,可以使化学方程式的书写更加简洁明了,便于学生记忆和理解。
此外,这种简化的表达方式也有利于进行化学计算,特别是在处理涉及氧化还原反应的问题时,可以避免因方程式过于复杂而导致的计算错误。
最重要的因素:基于实际应用中的考虑
在实际应用中,如水处理、消毒和漂白等过程中,通常都是直接使用Cl₂,或将Cl₂通入水中现制氯水。
因此,从实际操作的角度来看,使用Cl₂来表示反应更加符合实际情况,有助于指导实践操作。
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