氯气与水反应的化学方程式是：
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Cl2 + H2O → HCl + HClO
```
这个反应是一个典型的氧化还原反应，氯气既是氧化剂也是还原剂。在反应中，氯元素的氧化数从0变为-1和+1，分别对应于生成的氯离子（Cl-）和次氯酸（HClO）。
反应机理可以描述为：
1. 氯气分子（Cl2）在水中溶解，并发生离子反应，形成氯离子（Cl-）和次氯酸（HOCl）。
2. 次氯酸（HOCl）与水发生质子转移反应，生成氢离子（H+）和次氯酸根离子（ClO-）。
3. 氢离子（H+）和氯离子（Cl-）结合形成氯化氢（HCl）。
氯气与水反应的现象包括：
水变黄绿色。
水中产生气泡（HCl气体）。
释放出刺激性气味（HClO和HCl气体）。
需要注意的是，这个反应是可逆的，反应的方向和体系的酸碱度有关。在碱性条件下，反应向正反应方向移动，而在酸性条件下，反应方向是逆向移动
