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(共43张PPT)
第2章　元素与物质世界
微项目　科学使用含氯消毒剂——运用氧化还原反应原理解决实际问题
1.从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂有效成分的性质。2.利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。3.强化合理使用化学品的意识,科学使用含氯消毒剂。
学习目标
项目活动1　解读84消毒液的产品说明
知能通关
1.探究84消毒液有效成分的性质
(1)资料:84消毒液的产品使用说明
1.外用消毒剂,必须稀释后使用,勿口服。
2.如原液接触皮肤,立即用清水冲洗。
3.本品不适用于钢和铝制品的消毒。
4.本品易使有色衣物脱色,禁用于丝、毛、麻织物的消毒。
5.置于避光、阴凉处保存。
6.不得将本品与酸性产品(如洁厕类清洁产品)同时使用。
(2)预测性质
①从类别上看:NaClO为一种弱酸盐(类比Na2CO3),溶液呈碱性,能和较强酸生成HClO。
②从价态上看:NaClO中的Cl元素为+1价,有降低到-1价或0价的趋势,有氧化性。
③从使用说明看:NaClO有一定的漂白性。
(3)实验探究
实验操作 实验现象 结论
用胶头滴管滴一滴84消毒液于pH试纸上 试纸先变蓝后褪色 消毒液具有碱性和漂白性
用胶头滴管滴一滴84消毒液于红纸上 红纸褪色 消毒液具有漂白性
用胶头滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化钾试纸上 试纸变蓝 消毒液具有氧化性
实验操作 实验现象 结论
试管1溶液为紫色;试管2溶液为蓝色,短时间内无明显变化;试管3溶液先变蓝,滴2滴稀硫酸后快速褪色 NaClO与稀硫酸反应生成氧化性更强的HClO
试管中产生黄绿色气体,淀粉-KI试纸变蓝 NaClO和HCl反应生成Cl2,NaClO表现氧化性
(1)84消毒液使用说明中的哪些注意事项可以用次氯酸钠的性质来解释
_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)84消毒液为什么不能与洁厕剂(通常含有盐酸)等酸性产品同时使用
____________________________________________________________________。
小题对点过
84消毒液不能与皮肤接触,不能用于钢、铝制品的消毒,不能用于有色棉、麻、毛等织物的消毒,不能与酸性产品同时使用,应避光置于阴凉处保存
次氯酸钠与洁厕剂中的盐酸反应可产生有刺激性气味的有毒气体氯气
(3)资料表明84消毒液使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸,你认为次氯酸是怎样产生的
____________________________________________________________________。
(4)保存84消毒液为什么要“密封避光”并放置在阴凉处
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次氯酸钠与水和空气中的二氧化碳反应生成次氯酸而具有消毒的功能
次氯酸钠能与水和空气中的二氧化碳反应,生成的次氯酸见光受热易分解,而使84消毒液失效
2.HClO和NaClO的性质
(2)NaClO的性质
①NaClO为弱酸盐,能和较强酸生成HClO:
2NaClO+H2SO4===Na2SO4+2HClO。
②NaClO有强氧化性,能氧化某些还原性物质。如KI、HCl等:
NaClO+2KI+H2O===I2+NaCl+2KOH,
NaClO+2HCl(浓)===NaCl+Cl2↑+H2O。
③NaClO溶液碱性较强,有腐蚀性。
④NaClO有漂白性。
3.常见含氯消毒剂
判断正误
①84消毒液的消毒原理与ClO-的氧化性有关(　　)
②84消毒液与洁厕剂等酸性产品混用效果更佳(　　)
③84消毒液中的NaClO比较稳定,不需要密封避光保存(　　)
④漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3(　　)
√
小题对点过
×
×
×
1.某消毒液的主要成分为NaClO,还含有一定量的NaOH。下列用来解释事实的方程式中,不合理的是(已知:饱和NaClO溶液的pH约为11)(　　)
A.该消毒液可用NaOH溶液吸收Cl2制备:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
B.该消毒液的pH约为12:该消毒液中含有一定量的NaOH
C.该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用,产生有毒Cl2:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O
D.该消毒液加白醋生成HClO,可增强漂白作用:H++ClO-===HClO
D
解析　A项,NaClO的制备为Cl2与NaOH溶液反应:Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O,正确;B项,NaClO饱和溶液的pH为11,该消毒液的pH为12,是由于消毒液中还含有少量的NaOH,故pH增大是由于NaOH电离所致,正确;C项,该消毒液与洁厕灵混用会发生氧化还原反应:2H++Cl-+ClO-===Cl2↑+H2O,正确;D项,因为醋酸的酸性比次氯酸的酸性强,CH3COOH+ClO-===CH3COO-+HClO,HClO浓度增大,漂白性增强,错误。
2.84消毒液是常用的消毒剂,下列有关84消毒液的叙述不正确的是(　　)
A.84消毒液的主要成分是次氯酸钠
B.使用时向84消毒液中加入少量醋酸消毒能力更强
C.84消毒液可适用于皮毛制品及钢铁制品的消毒
D.84消毒液、医用酒精均可用于病毒消毒,其消毒原理不相同
解析　84消毒液的主要成分是次氯酸钠,A正确;使用时向84消毒液中加入少量醋酸,醋酸和次氯酸根离子生成次氯酸,使消毒能力更强,B正确;84消毒液具有强氧化性,不适用于皮毛制品的消毒,C错误;84消毒液具有强氧化性,医用酒精可以使蛋白质变性,均可用于病毒消毒,其消毒原理不同,D正确。
C
项目活动2　探究消毒剂的使用问题
知能通关
1.消毒剂使用问题呈现
2016年巴西里约热内卢奥运会期间,室外游泳池中的水变绿成为当时的一大新闻。有关负责人说,池水变绿是藻类生长造成的。该泳池此前一直使用含氯消毒剂抑制藻类生长,这次事件中工作人员误用了过氧化氢消毒剂。
2.原因预测
3.实验探究
结论:(1)H2O2和NaClO反应,降低了NaClO的消毒效率。
方程式:H2O2+NaClO===H2O+O2↑+NaCl。
(2)NaClO对绿藻的去除效果优于H2O2。
探究内容:H2O2和NaClO反应原理 实验现象:产生气泡,能使带火星木条复燃
H2O2对绿藻去除率的影响 H2O2消毒液对绿藻去除率低
(1)在探究H2O2和NaClO反应的实验中,怎样证明NaClO发生了还原反应 设计实验证明。(试剂:H2O2溶液、NaClO溶液、稀HNO3、AgNO3溶液)
_______________________________________________________________________________________________________________________________________。
小题对点过
取NaClO溶液于试管中,向试管中加入足量的H2O2溶液,再向溶液中加入足量稀HNO3,最后滴入AgNO3,如有白色沉淀生成,则证明NaClO发生了还原反应
(2)过氧化氢溶液和84消毒液都可以做杀菌消毒剂,也可以漂白,若将两者混合使用,还能起到杀菌、消毒效果吗
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)过氧乙酸是一种常用的环境消毒剂,过氧乙酸是一种高效、酸性消毒剂,有强氧化性,能和84消毒液混合使用吗
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
不能,二者混合会发生氧化还原反应:NaClO+H2O2===NaCl+O2↑+H2O,从而都失去杀菌消毒效果
不能,过氧乙酸呈酸性,次氯酸钠溶液呈碱性,若两者混合,则会发生反应而迅速失去消毒效果,故酸性消毒剂和碱性消毒剂不能混合使用
4.“池水变绿”原因
消毒剂的使用误区
(1)误认为84消毒液与洁厕灵混合使用,既可以消毒,也可以除垢。其实二者会发生化学反应生成有毒的氯气。
(2)误认为酒精浓度越大,消毒效果越好。其实75%的酒精的消毒效果最好。
(3)误认为多种消毒剂并用的效果更好。其实84消毒液与双氧水混用因发生化学反应,导致消毒效果下降。
1.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂,实验室中可通过以下反应制得:2KClO3+H2C2O4+H2SO4 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。下列说法不正确的是(　　)
A.KClO3发生还原反应 B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性 D.ClO2是还原产物
解析　由题给化学方程式可知,Cl的化合价降低,得到电子,被还原,则KClO3发生还原反应,故A正确;H2C2O4中,C的化合价升高,失去电子被氧化,则H2C2O4在反应中被氧化,故B正确;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性:KClO3>CO2,不能比较H2C2O4、ClO2的氧化性,故C错误;Cl的化合价由+5价降低为+4价,所以氯酸钾对应的产物ClO2是还原产物,故D正确。
C
2.双氧水和84消毒液是生活中常用的两种消毒剂。
(1)某届奥运会期间,由于工作人员将84消毒液与双氧水两种消毒剂混用,导致游泳池藻类快速生长,池水变绿。一种原因可能是NaClO与H2O2反应产生O2,促进藻类快速生长。该反应说明氧化性:NaClO________(填“>”或“<”)H2O2;当有0.1 mol O2生成时,转移电子的物质的量为________ mol。
(2)二氧化氯(ClO2)气体是一种常用的高效自来水消毒剂,KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成ClO2和Cl2,该反应的离子方程式为____________________________________________。 将ClO2通入硫化氢溶液中,然后加入少量的稀盐酸酸化的氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成,写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的化学方程式:_____________________________________。
>
0.2
8ClO2+5H2S+4H2O===8HCl+5H2SO4
3.氯系消毒剂是目前使用最广泛的一类消毒剂,在生产生活中有着重要的应用。主要有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯以及氯胺等。
(1)氯气对水杀菌消毒体系中起杀菌作用的主要是HClO,生成HClO的离子方程式为____________________________________________。
(2)与次氯酸相比,用次氯酸盐作消毒剂有哪些优点(至少写两点) ____________________________________________。
(3)氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释有机氯消毒剂,有强氧化性,其杀菌能力是一般含氯消毒剂的4~5倍,氯胺中氯的化合价为________,氯胺的消毒原理是什么
_____________________________________________________________________。
Cl2+H2O===HClO+H++Cl-
次氯酸盐稳定性好,可长期保存,容易储存、运输
+1
NH2Cl溶于水发生反应:NH2Cl+H2O===NH3+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒
解析　(1)氯气与水反应生成HClO和HCl,反应的离子方程式为Cl2+H2O===HClO+H++Cl-。(2)次氯酸不稳定,易分解,而次氯酸盐稳定性好,可长期保存,容易储存、运输。(3)NH2Cl中氮元素为-3价,Cl为+1价,NH2Cl溶于水发生反应:NH2Cl+H2O===NH3+HClO,反应生成的HClO能杀菌消毒。
课堂 达标训练
1.以下不符合科学道理的是(　　)
B
A B C D
84消毒液使用时不能和洁厕灵混用 医用酒精消毒效果浓度95%>75% 口罩关键一层聚丙烯熔喷布属于有机高分子材料 温度计中水银属于金属单质
解析　A正确,84消毒液使用时不能和洁厕灵混用,两者反应生成氯气,有毒。B错误,75%的酒精用于消毒,消毒效果最佳,过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜,阻止其进入细菌体内,难以将细菌彻底杀死。C正确,口罩关键一层聚丙烯熔喷布属于有机高分子材料。D正确,温度计中水银是金属汞,属于金属单质。
2.下列可直接用作公用餐具消毒剂的是(　　)
A.95%的乙醇溶液 B.40%的甲醛溶液
C.次氯酸钠稀溶液 D.生理盐水
解析　A错误,95%乙醇使细菌表面蛋白迅速变性凝固,阻止乙醇再渗入,不能起到消毒的效果。B错误,甲醛有毒。C正确,次氯酸钠稀溶液具有强氧化性,能够杀菌消毒,且产物无毒。D错误,生理盐水不能消毒杀菌。
C
3.地震、洪水等自然灾害过后,地下水等饮用水都会受到一定程度的污染,为了保证人们身心健康,下列物质不能用于水源消毒的是(　　)
A.氯气 B.漂白粉
C.烧碱 D.次氯酸钠
解析　烧碱的主要成分为NaOH,不具有杀菌、消毒作用。
C
4.前几年,某食用产品被检出含有双氧水,而双氧水有致癌性,可加速人体衰老。下列有关说法错误的是(　　)
A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物
B.双氧水是绿色氧化剂,可作医疗消毒剂
C.H2O2既有氧化性,又有还原性,与Cl2、KMnO4反应是表现H2O2的氧化性
D.H2O2作漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与HClO类似
C
解析　H2O2、Na2O2都属于过氧化物,A项正确;双氧水有强氧化性,可作漂白剂和消毒剂,其还原产物为H2O,故被称为“绿色氧化剂”,B、D项正确;H2O2中O为-1价,故H2O2既有氧化性,又有还原性,当与具有很强氧化性的物质如KMnO4、Cl2等反应时被氧化,H2O2表现还原性,C项错误。
5.(2025·湖北襄阳期中)84消毒液(有效成分NaClO)是一种高效、安全的杀菌消毒剂,可由氯气与NaOH溶液制得,回答下列问题。
(1)实验室用如图所示装置制备、收集氯气:
完成下列填空:
①实验室制取干燥、纯净的氯气,装置的接口连接顺序为________(填字母)。
②盛有MnO2的仪器名称是________,饱和食盐水的作用为_________________________。
③NaOH溶液中发生的离子方程式为____________________________________________。
adecbf
圆底烧瓶
除去氯气中的氯化氢气体
Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
(2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色消毒剂,主要用于饮用水处理。工业上制备高铁酸钠有多种方法,其中一种制备流程如图:
回答下列问题:
①Na2FeO4中Fe的化合价为________,写出Na2FeO4的电离方程式____________________________________________。
+6
H2O2受热易分解
3
2
10
2
3
5
>
(3)用高铁酸钠作水处理剂的原理如图所示:
[查阅资料]向胶体中加入电解质后,胶体因失去稳定性而发生离子的聚集以至沉淀,称为电解质对胶体的聚沉作用,简称胶体的聚沉。
过程ⅰ中活细菌表现了________(填“氧化”或“还原”)性,过程ⅲ属于________(填“物理”或“化学”)变化。
还原
物理

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