微項目科學使用含氯消毒劑-運用氧化還原反應原理解決實際問題講義【新教材】魯科版

微項目科學使用含氯消毒劑——運用氧化還原反應原理解決實際問題［項目目標］.能從物質(zhì)類別、元素化合價的角度預測含氯消毒劑有效成分的性質(zhì)。,利用氧化還原反應分析并解釋消毒劑在使用過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象和出現(xiàn)的問題。.增強合理使用化學品的意識，科學使用含氯消毒劑。項目活動1解讀84消毒液的產(chǎn)品說明84消毒液的產(chǎn)品說明書：本品是以次氯酸鈉主要成分的液體消毒劑。有效氯含量為5.1%本品是以次氯酸鈉主要成分的液體消毒劑。有效氯含量為5.1%?6.9%,可殺滅腸道致病菌、化膿性球菌、致病性酵母菌，并能滅活病毒。注意事項.外用消毒劑，須稀釋后使用，勿口服。.如原液接觸皮膚，立即用清水沖洗。.本品不適用于鋼和鋁制品的消毒。.本品易使有色衣物脫色，禁用于絲、毛、麻織物的消毒。.置于避光、陰涼處保存。?不得將本品與酸性產(chǎn)品（如潔廁類清潔產(chǎn)品）同時使用。按1：150的比例用水稀釋，有效氯含量約為400mg-L-1o飲食用具清洗后進行浸泡消毒,20min后用生活飲用水將殘留消毒劑沖凈。果蔬消毒按1：600的比例用水稀釋，有效氯含量約為100mg-L-1o果蔬清洗后進行浸泡消毒，10min后用生活飲用水將殘留消毒劑沖凈?？椢锵景?：240的比例用水稀釋，有效氯含量約為250mg-L-1o消毒時將織物全部浸沒在消毒液中，20min后用生活飲用水將殘留消毒劑沖凈。血液及黏液等液體污染物品的消毒按1：10的比例用水稀釋，有效氯含量約為6000mg-L-1o將各類傳染病病原產(chǎn)品特點使用范圍及方法飲食用具消毒1/10體污染物品浸沒在消毒液中，浸泡消毒60min。一般物體表面的消毒馬桶、水槽、瓷磚、地板的消毒，按1：150的比例用水稀釋,有效氯含量約為400mgLr。對各類需消毒的物體表面擦拭、浸泡、沖洗、噴灑消毒 20min（噴灑量以噴濕為準）。提出問題：84消毒液有什么化學性質(zhì)？包括溶液酸堿性、氧化性或還原性等。預測性質(zhì)：從類別上看，NaClO是一種弱酸鹽，類比于Na2co3，其溶液應呈堿性，而且可以與其他酸反應生成次氯酸；從價態(tài)上看NaClO中的氯為“+1”價，降低變?yōu)椤?”價或“一1”價而表現(xiàn)氧化性；從84消毒液的使用說明看，NaClO還有一定的漂白性。［實驗探究］實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論用膠頭滴管滴一滴84消毒液于pH試紙上試紙先變藍后褪色消毒液具有堿性和漂白性用膠頭滴管滴一滴84消毒液于紅紙上紅紙褪色消毒液具有漂白性用膠頭滴管滴一滴84消毒液于碘化鉀試紙上試紙變藍消毒液具有強氧化性z浦石/1試管1試產(chǎn)兼慵水'蕊試液滴就硫酸f2試管3/明"消毒液口：5口稀釋）試管1溶液為紫色試管2溶液為藍色短時間內(nèi)無明顯變化試管3溶液先NaClO與稀硫酸反應生成氧化性更強的HClO2/10變藍,滴2滴稀硫酸后快速褪色在培養(yǎng)皿里分別加入2mL消毒液和2mL淀粉碘化鉀溶液，再向消毒液中滴加少許稀鹽酸，迅速蓋上表面皿。表面皿下方產(chǎn)生黃綠色氣體,淀粉KI溶液變藍NaClO和HCl作用產(chǎn)生了Cl2，NaClO中氯元素化合價降低，表現(xiàn)氧化性［思考交流］.稀釋或使用消毒液時，為什么要求相關(guān)人員必須帶手套?提示：因為84消毒液具有堿懼強氧化性，所以會腐蝕人的皮膚。.次氯酸鈉溶液本身有氧化性，可以消毒和漂白物品，為什么84消毒液使用時需要將被消毒的物品浸泡一段時間來增強消毒或漂白效果？提示：NaClO與空氣中的CO2.H2O作用生成HClO,HClO的消毒.漂白果更好。2NaClO+CO2+H2O===2HClO+Na2CO3o.有些消毒液特別補充說明：不可與酸性清潔劑如“潔廁劑”混合使用，為什么？提示：潔廁劑主要成分為稀鹽酸，可與消毒液反應產(chǎn)生 Cl2,NaClO+2HCl===NaCl+H2O+CJ2I,Cl2有毒會污染環(huán)境。.2016巴西里約熱內(nèi)盧奧運會期間，游泳池因藻類瘋長變綠了，原因是原來該泳池一直使用含氯消毒劑抑制藻類生長，這次事件中錯用了H2O2消毒，為什么泳池中兩種消毒劑均不起作用了？提示：加入H2O2后，因與原來含氯消毒劑發(fā)生了氧化還原反應，而使二者均失效。以NaClO為例：NaClO+H2O2===NaCl+O2t+H2Oo［探究總結(jié)］1.次氨酸鈉3/102.2.常見含氯消毒劑賓佛：液翻、漂白船、二鈿化氯等［無機含短合制消衽劑

zl［無機含短合制消衽劑

zl泗1期LI優(yōu)果點：見敢快T但受熱、見光易/I消斑劑n失效有機含狐，消毒劑,實例：二飆異保尿酸納，優(yōu)缺點:相對穩(wěn)定,但作用效果較慢3.次氨酸作為消毒劑、漂白劑的優(yōu)缺點(1)優(yōu)點：次氯酸有較好的消毒、漂白作用。光照(2)缺點：HC1O在光照條件下易分解，2HClO=====2HCl+O23不宜直接用作消毒劑、漂白劑。［新知應用］.從某超市中查詢到某品牌消毒液包裝說明的部分內(nèi)容，摘錄如下：主要有效成分為次氯酸鈉，有效氯含量8000?10000mg-Lr?？捎糜诟黝惣揖佑闷贰⒉途摺⒚蘅椧挛锏鹊南?，對彩色織物可能有褪色作用。切勿用于絲綢、毛、尼龍、皮革、油漆表面，勿用于鋁、銅、碳鋼制品。本品須密封，置陰涼暗處保存。請完成以下實驗探究過程：閱讀材料，根據(jù)學過的知識判斷問題(1)該消毒液是怎樣制取的(用離子方程式表示)？消毒液的成分中只有NaClO嗎？(2)該消毒液還具有的化學性質(zhì)是 (填序號)。A.強氧化性B.強還原性C.不穩(wěn)定性D.漂白性E.弱酸性F.中性G.堿性(3)從該消毒液的保存要求分析，導致其失效的主要原因是(用化學方程式表示) 。4/10僭案］(1)Cl2+2OH-===ClO~+Cl-+H2O不是，消毒液中含有NaClO和NaCl(2)ADG(3)2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO>光照2HClO=====HCl+O2t.某化學興趣小組在探究次氯酸鈉溶液的性質(zhì)時發(fā)現(xiàn)：往過量FeSO4溶液中滴入幾滴NaClO溶液，并加入適量硫酸，溶液立即變黃。請你協(xié)助他們完成該反應還原產(chǎn)物的探究。(1)甲同學推測該反應的還原產(chǎn)物為Cl2；乙同學推測該反應的還原產(chǎn)物為(2)你認為甲同學的推測是否正確？(填“正確”或“不正確”)。請用簡要的文字或離子方程式說明理由根據(jù)乙同學的推測，上述反應的離子方程式為(3)請你設計一個實驗方案，驗證乙同學的推測(還原產(chǎn)物)是否正確。要求寫出實驗步驟、預期現(xiàn)象和結(jié)論：實驗步驟預期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1:步驟2：［解析］(1)往過量FeSO4溶液中滴入幾滴NaClO溶液，并加入適量硫酸，亞鐵離子具有還原性，次氯酸鈉具有氧化性，氯元素的化合價有降低的趨勢，降為0價產(chǎn)生氯氣或者是降為?1價，產(chǎn)生氯離子。⑵該反應的還原產(chǎn)物不可能為Cl2，因為FeSO4過量，在反應中有剩余，而此還原產(chǎn)物^可能為Cl2,Cl2與Fe2+不能共存(2Fe2++Cl2===2Cl-+2Fe3此還原產(chǎn)物^可能為Cl2,亞鐵離子和次氯酸根在酸性環(huán)境下的反應：2Fe2++ClO-+2H+===2F$++Cl-5/10

++h2oo(3)如果檢驗Cl-需用HNO3、AgNO3試劑檢驗，但溶液中存在SOj-(3)如果檢驗Cl-需用HNO也會沉淀，故檢驗Cl-時應先除去SOj-o僭案］(1)Cl-(2)不正確因為FeSO4過量，反應中有剩余，而C12與Fez+不能共存(2Fe2++C12===2CL+2Fe3+),因此還原產(chǎn)物不可能為C122Fez++C1O-+2H+===2F$++C1-+H2O(3)取上述反應后的溶液少許于試管A中,滴加過量Ba(NO3)2溶液,靜置有白色沉淀生成取試管A中的上層清液于試管B中，滴幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液若有白色沉淀生成，則乙同學的推測正確；若沒有白色沉淀生成,則乙同學的推測不正確.用廣譜高效的二氧化氯(C1O2)替代液氯進行消毒，可避免產(chǎn)生對人體健康有害的有機氯代物。(1)二氧化氯(。02)是目前國際上公認的第四代高效、無毒的廣譜消毒劑，它可由NaC1O3在H2sO4存在下與Na2sO3反應制得。請寫出反應的離子方程式：(2)漂白劑亞氯酸鈉(NaC1O2)在常溫黑暗處可保存一年，亞氯酸不穩(wěn)定可分解，反應的離子方程式：HC1O2-C1OJ+H++C1-+H2O(未配平)。當1mo1HC1O2發(fā)生分解反應時，轉(zhuǎn)移的電子個數(shù)是。(3)有效氯含量是含氯消毒劑的一個重要指標，有效氯含量的定義：從HI中氧化出相同量的I2所需C12的質(zhì)量與指定含氯消毒劑的質(zhì)量之比，常用百分數(shù)表示。則C1O2的有效氯含量是 。［解析］⑴由信息可知，NaC1O3在H2SO4存在下與Na2sO3發(fā)生氧化還反應，反應生成二氧化氯，硫酸鈉和水，發(fā)生反應的化學方程式：2NaC1O3+Na2sO3+H2sO4===2C102t+2Na2sO4+H2O，離子方程式：2C1O-+SO3-+2H+===2C1OJt+SO4-+H2Oo(2)由HC1O2—>C102t+H++C1-+H2O可知，反應物中C1元素的化合價6/10

既升高又降低，配平得到離子方程式：5HClO2===4ClO2t+H++Cl-+2H2O,反應中每5molHC1O2分解電子轉(zhuǎn)移總物質(zhì)的量為4mol，當有1molHC1O2分解時，轉(zhuǎn)移的電子為解時，轉(zhuǎn)移的電子為4XNA=0.8NA。(3)由Cl2+2HI===L+2HCl.2clO2+10HI===2HCl+5I2+4H2O可知，均生成5molI2時需要氯氣、二氧化氯的物質(zhì)的量比為5：2，所以ClO2的有效氯5X71含量為 X100%-263%.2X67.5［答案］(1)2ClOs+SO3-+2H+===2ClO2t+SO2-+H2O(2)0.8NA(3)263%項目活動2探究消毒劑的使用問題某游泳池一直使用含氯消毒劑抑制藻類生長，誤加雙氧水后，泳池變綠，發(fā)生這種變化的原理是什么？設計實驗探究消毒劑在使用時應注意的問題。［活動探究］實驗用品：次氯酸鈉溶液，雙氧水，稀硝酸，硝酸銀溶液，火柴，試管，導管，膠頭滴管。實驗步驟：(1)向圖示裝置中依次加入次氯酸鈉溶液、少量雙氧水。 口且現(xiàn)象與結(jié)論：觀察到有較多氣泡冒出。 “一(2)探究生成的氣體是否為氧氣。用帶火星的火柴棒靠近導氣管口，觀察實驗現(xiàn)象?，F(xiàn)象與結(jié)論：木條復燃，證明有氧氣生成。7/10(3)向試管中繼續(xù)加入雙氧水至過量，再加入足量稀硝酸酸化，最后加入硝酸銀溶液，檢驗Cl詢存在。［思考交流］.實驗過程中為什么要控制雙氧水的用量？提示：過量雙氧水久置也能緩慢分解生成氧氣。.為什么向試管繼續(xù)加入過量雙氧水？提示：加入過量雙氧水，目的是將次氯酸鈉全部還原，防止加入硝酸后生成HC1O，次氯酸分解生成HCl(Cl-)會干擾實［^究總結(jié)］分析和解決與化學相關(guān)的實際問題的思路方法:推側(cè)事件中推側(cè)事件中的現(xiàn)象或問題的引發(fā)原因,提出假設設計實驗驗證假設，注意使實驗條件與真實情景保持一致.必要時設計控制變量的對比實驗思考對同一現(xiàn)象的解釋出?否存在其他1假設；如存在.進行必要的驗證［新知應用］.漂白粉在社會生活、工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。漂白粉除了具有漂白作用外,還能殺菌、消毒。(1)近年，世界各地自然災害頻發(fā)，災區(qū)人們的飲用水，必須用漂白粉等藥品消毒后才能飲用，以防傳染病的發(fā)生，但瓶裝漂白粉久置空氣中會呈稀糊粥狀而失效。試用化學方程式表示漂白粉在空氣中易失效的原因。(2)已知濃鹽酸和次氯酸鈣能發(fā)生如下反應：Ca(C1O)2+4HC1(濃)===CaCL+2C12t+2H用貯存很久的漂白粉與濃鹽酸制得的氯氣中，可能含有哪些雜質(zhì)氣體？［解析］(1)由于酸性H2cO3>HC1O，所以Ca(C1O)2在空氣中易跟CO2.8/10H2O反應生成CaCO3和HClO,HClO見光易分解。(2)用含CaCO3的Ca(ClO)2跟濃鹽酸制取02,口2中可能含有CO2.H2O.HCl等雜貳［答案］(1)①CalClO>+COz+SOuuuCaCQl+2HClO光照一②2HClO=====2HCl+O"2(2)可能含有CO2、H2O、HCl等雜質(zhì).氯系消毒劑是目前使用最廣泛的一類消毒劑，在生產(chǎn)生活中有著重要的應用。主要有氯氣、次氯酸、次氯酸鹽、亞氯酸鈉、二氧化氯以及氯胺等。(1)氯氣對水殺菌消毒體系中起殺菌作用的主要是HClO,生成HClO的離子方程式為 O(2)與次氯酸相比，用次氯酸鹽作消毒劑有哪些優(yōu)點(至少寫兩點)？O(3)氯胺是一種長效緩釋有機氯消毒劑，有強氧化性，其殺菌能力是一般含氯消毒劑的4?5倍，氯胺中氯的化合價為，氯胺的消毒原理是什么？O［解析］(