氯气（chlorine）是氯元素形成的一种单质，化学式Cl₂。常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性，密度比空气大。熔点-101.00℃，沸点-34.05℃。可溶于水和碱溶液，易溶于有机溶剂（如四氯化碳），难溶于饱和食盐水 [8]  。易压缩，可液化为黄绿色的油状液氯，是氯碱工业的主要产品之一，可用作为强氧化剂。
氯气中混和体积分数为5%以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险。氯气具有毒性，主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，会对上呼吸道黏膜造成损害。氯气能与有机物和无机物进行取代反应和加成反应生成多种氯化物。主要用于生产塑料（如PVP）、合成纤维、染料、农药、消毒剂、漂白剂溶剂以及各种氯化物。
自然界中的氯多以Cl-离子的形式存在于矿物或海水中，也有少数氯以游离态存在于大气层中，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）,氯气也是破坏臭氧层的主要单质之一。

应用领域
化学工业
化学工业用于生产次氯酸钠、氯化铝、三氯化铁、漂白粉、溴素、三氯化磷等无机化工产品，还用于生产有机氯化物，如氯乙酸、环氧氯丙烷、一氯代苯等。也用于生产氯丁橡胶、塑料及增塑剂。日用化学工业用于生产合成洗涤剂原料烷基磺酸钠和烷基苯磺酸钠等。
制环氧丙烷
在氯醇法生产环氧丙烷的过程中，有一步反应是丙烯与次氯酸反应生成氯醇，因此可将氯水用于氯醇化反应中，同时氯水可部分代替生产所用工艺水。
反应方程式如下：
Cl2+H2O=HCIO+HCl；
CH3CHCH2+HCIO=CH3CHClCH2OH。
CH3CHClCH2OH+Ca(OH)2=CH3CHCH2O+CaCl2+2H2O。
制备氯化铁
此方法利用工业盐酸或酸洗废液与废铁屑反应，生成氯化亚铁溶液，氯化亚铁溶液与废铁屑组成的循环吸收液与氯气发生氧化还原反应，氯气将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+被吸收液中的铁屑还原为Fe2+，Fe2+继续与氯气反应，形成循环吸收。
涉及应方程式有：
Fe+2H+=Fe2++H2↑；
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
2Fe3++Fe=3Fe2+。
制盐酸
工业上制取盐酸时，首先在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体，反应方程式为：H2+Cl2=2HCl。氯化氢气体冷却后被水吸收成为盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。
制聚氯乙烯
重单体制法可分为两种路线，一种是以乙烯为原料的石油路线，即氧氯化法。由石油裂解分离出乙烯，然后用氧气和HCl（裂解副产物）作用生成的Cl2与乙烯发生氯化反应，生成二氯乙烷，再裂解出氯化氢得氯乙烯。
其总反应方程式为：
4CH2=CH2+O2+2Cl2→4CH2=CHCl+2H2O
另一种为乙炔电石法。以电石为原料制备乙炔，然后与氯化氢反应制得氯乙烯。
反应方程式为：
CaC2+2H2O→4CHCH+Ca(OH)2；
CHCH+HCl→CH2=CHCl（反应条件为 HgCl2/C 120-180℃）。
制漂白物
氯气制成的漂白物很多，一般生活中涉及两种，NaClO和Ca(ClO)2。一般来说，消毒液是NaClO，一般用氯气通入氢氧化钠中制得。但其价格较高，工业漂白不用，常见于84。消毒粉则是Ca(ClO)2，因为其不够稳定一般为固体，是氯气通入石灰乳中制得，价格低廉，用于工业漂白，使用方法是加水溶解有效成分是次氯酸钙，从而漂白。保存以上漂白剂时，注意密封干燥，避免阳光直射。因为次氯酸盐在空气中会与二氧化碳、水发生反应，产生次氯酸，次氯酸在光照下分解，从而导致漂白剂失效。
制备次氯酸钙固体，用氢氧化钠溶液吸收含氯尾气得到的产物是次氯酸钠溶液，得不到固体产物，不容易长时间保存。用氢氧化钠和氢氧化钙的混合水溶液吸收氯气时，能够得到次氯酸钙固体，便于储存和使用。

电子工业
在电子工业中，高纯氯气主要用于电子工业干刻、光导纤维、晶体生长和热氧化。
干法蚀刻
干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。
干刻又叫干法蚀刻，是指气固反应，气相产物主要有GaCl2，AsCl2和氢气，使用氯气做等离子蚀刻时，通常采用5%的高纯氯气+95%的氦气。
用氯气氧化降解制备纳米微晶纤维素
中国专利公开了用氯气氧化降解制备纳米微晶纤维素的方法，与水解法制备纳米微晶纤维素相比，氯气氧化降解法利用了氯气水解所产生的次氯酸钠的漂白作用，可以使制得的纳米微晶纤维素光亮、洁白。
氯气还用于大规模集成电路、光纤、高温超导等技术领域。

其他方面
用于啤酒厂的污水处理
中国专利公布了用氯气对啤酒厂污水进行处理的方法。氯气价格低廉，用量少，消毒可靠，工艺成熟，是自来水公司普遍使用的消毒剂，氯气还可以除臭、除微生物，对生物耗氧量和化学耗氧量去除率也很高，可确保回收水质的稳定，因而比较适合啤酒厂污水的处理。
自来水消毒
自来水常用氯气消毒，1 L水里约通入0.002 g氯气，消毒原理是其与水反应生成了次氯酸，它的强氧化性能杀死水里的病菌。而之所以不直接用次氯酸为自来水杀菌消毒，是因为次氯酸易分解难保存、成本高、毒性较大，则用氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成达到平衡，浓度适宜，水中残余毒性较少。
去除乙炔中的硫、磷杂质
乙炔气是PVC生产的主要原料。工业乙炔气中，硫、磷是以H2S和H3P气体形式存在的，这2种气体超标，会使生产PVC所用的催化剂中毒。
利用氯水中的CIO-的强氧化性，对乙炔气进行喷淋洗涤，可除去H2S和H3P。
反应方程式如下：
4ClO-+H2S→H2SO4+4Cl-
4ClO-+H3P→H3PO4+4Cl-。
医药工业氯气常用于制药，常参与含氯基化合物的合成。如：马来酸氨氯地平片；N-(2-甲基-2,3-二氢-1H-吲哚基)-3-氨磺酰基-4-氯-苯甲酰胺。
农药工业用作生产高效杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长刺激剂的原料。
冶金工业主要用于生产金属钛、镁等。

储存运输

由于物质急剧氧化或分解反应，使温度、压力增加或使两者同时增加的现象，称为爆炸。发生爆炸时，势能（化学能或者机械能）突然转变为动能，有高压气体生成或者释放出高压气体，这些高压气体随之做机械功，如移动、形状改变和抛射周围的物体。爆炸分为物理爆炸、化学爆炸和核爆炸，物理爆炸是由于液体变成蒸汽或气体迅速膨胀，压力急速增加，并大大超过容器的极限压力而发生的爆炸；化学爆炸是因物质本身起化学反应，产生大量的气体和高温而发生的爆炸。氯气生产储运过程中的爆炸兼有物理和化学爆炸两种可能。
液氯在生产和贮运中易发生下列问题：
①液化尾气中氯气、氢气与空气的混合气爆炸；
②包装容器中残存有机物杂质与氯气反应爆炸；
③水和食盐水溶液中铵盐带入液化系统，会使液氯中三氯化氮积累而引起爆炸。
当液氯蒸发用完后，所用容器均须用水和碱水冲洗，以除去被三氯化氮污染的液氯后，方能修理和使用。氯是剧毒物，生产中对受压容器等设备应严格要求，防止氯气泄漏。空气中氯气允许浓度不大于1ppm。
氯气液化
氯气通常可直接利用，但为了制取纯净的氯气，并考虑贮运的方便，而把一部分氯气进行液化制成液氯，用钢瓶或槽车运往用户。生产中，将从电解槽出来的热氯气（其中含有少量氢、氧和二氧化碳等杂质），用冷水洗涤或在换热器内冷凝脱水，再用硫酸干燥（必要时可以液氯洗涤以除去水分和杂质），然后送去液化。因湿氯对铁有腐蚀作用，液化前氯中水分应低于50 ppm。
氯气液化的常用方法有：（1）低温法；（2）直接压缩法或高压法；（3）低温压缩法或综合法。
氯气液化的温度和压力范围很大，工业生产上分为低压法、中压法和高压法。低压法在氯气为0.078～0.147 MPa（表压），冷却温度为-35～-40℃下进行液化。中压法在氯气为0.245～0.49 MPa，冷却温度为-15～-20℃下进行液化。高压法的氯气为0.98～1.17 MPa，用15～25℃水冷却即可液化。高压法比低压法能耗低，循环水用量少，但设备费用较高，适于大规模生产使用，中、小型氯碱厂多采用中压法。

液化率由氯中含氢量来决定。液化尾气中含氢不得超过4%（体积）。尾气含60%～70%的氯气可作为合成盐酸、氯苯、次氯酸盐的原料气，也可经过深度净化精制，使液化率达到98%～99%。