氯气能与水发生如下反应：Cl₂+H₂O=HCl+HClO（可逆反应）
现象是水变黄绿色，气泡在水里又冒出来，有刺激性气味。
在该反应中，氧化剂是氯气，还原剂也是氯气，本反应是歧化反应。氯元素的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。氯气与水反应机理是氯正离子进攻水分子，生成一氯水合氢离子，一氯水合氢离子再与水反应。
氯气的性质
常温常压下为有强烈刺激性气味的黄绿色的气体。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。
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。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）。
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