1、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实验用品稀释的84消毒液、稀盐酸、淀粉KI溶液、稀硫酸、NaOH溶液；淀粉碘化钾试纸、pH试纸、胶头滴管、培养皿、表面皿、棉花、玻璃棒。实验过程及记录预测性质实验操作实验现象实验结论碱性在表面皿上放置pH试纸，用玻璃棒蘸取少量84消毒液于试纸中央试纸先变蓝，后褪色次氯酸钠溶液显碱性，且次氯酸钠具有氧化性氧化性取几滴淀粉KI溶液于培养皿中，滴加少量稀释的84消毒液溶液变蓝次氯酸钠具有氧化性：ClO2IH2O=I2Cl2OH取少量稀释的84消毒液于培养皿中，滴加适量稀盐酸，用湿润的淀粉碘化钾试纸检验试纸变蓝次氯酸钠具有氧化性：ClOCl2H=
2、Cl2H2OCl22I=I22Cl次氯酸钠可以与稀酸反应生成次氯酸取少量稀释的84消毒液于培养皿中，滴加适量稀硫酸，另取一小片pH试纸于表面皿上，用玻璃棒蘸取该混合液滴在pH试纸上pH试纸先变红后褪色次氯酸钠与稀硫酸反应生成HClO：HClO=HClO问题探讨(1)产品说明中的哪些注意事项可以用次氯酸钠的性质来解释？提示：次氯酸钠具有腐蚀性(强氧化性)，接触皮肤时，应立即用清水冲洗。次氯酸钠的强氧化性也使其不适用于钢和铝制品的消毒。次氯酸钠与H2O和空气中的CO2反应生成的次氯酸具有漂白作用，禁用于丝、毛、麻织物的消毒；次氯酸见光易分解，故84消毒液应置于避光、阴凉处保存。(2)84消毒液为什
3、么不能与洁厕剂(通常含盐酸)等酸性产品同时使用？提示：因为洁厕剂中的盐酸与84消毒液中的次氯酸钠反应生成氯气，易使人中毒。(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。你认为这里的次氯酸是怎样生成的？提示：84消毒液中的NaClO与H2O及空气中的CO2反应可生成次氯酸，反应的化学方程式为NaClOCO2H2O=NaHCO3HClO。也可以通过在84消毒液中滴加稀醋酸溶液或其他稀酸溶液来生成次氯酸。1次氯酸钠2次氯酸的性质(1)弱酸性：比碳酸弱。(2)氧化性：能与S2、SO、I、Fe2等还原剂反应。(3)不稳定性：见光易分解：2HClO2HClO2。(4)漂白性：次氯酸具有氧化
4、性，能将某些有色物质氧化成无色物质。3常见含氯消毒剂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：Cl22OH=ClOClH2OB该消毒液的pH约为12：ClOH2OHClOOHC该消毒液与洁厕灵(主要成分为HCl)混用，产生有毒的Cl2：2HClClO=Cl2H2OD该消毒液加白醋生成HClO，可增强漂白作用：CH3COOHClO=HClOCH3COO解析：选B将Cl2通入NaOH溶液中可制得消毒液，离子方程式为2OHCl2=ClClOH2O，A项正确；饱
5、和NaClO溶液的pH约为11，该消毒液的pH约为12，故该消毒液中还含有一定量的NaOH，NaOH是使消毒液的pH约为12的主要原因，B项错误；该消毒液与洁厕灵混用时，ClO与Cl会发生氧化还原反应生成Cl2，C项正确；HClO有较强的漂白性，因为CH3COOH的酸性强于HClO，在该消毒液中加入CH3COOH，会使CH3COOH与ClO反应生成HClO，增强其漂白性，D项正确。22020年春，新型冠状病毒肆虐全球，越来越多的人意识到84消毒液、过氧乙酸(CH3COOOH)、医用酒精、口罩等的重要作用。对于上述化学药品或用品，下列说法错误的是()A医用酒精中乙醇的体积分数为75%BN95口罩
6、烘烤后不能再继续使用，必须更换C过氧乙酸具有比较强的氧化性，其相对分子质量为76D84消毒液的主要成分是NaClO，将它与浓盐酸混合使用消毒效果更好解析：选D84消毒液的主要成分是NaClO，将它与浓盐酸混合后会发生反应：ClOCl2H=Cl2H2O，消毒效果减弱，故D错误。3消毒剂在生产生活中有极其重要的作用，开发具有广谱、高效、低毒的杀菌剂和消毒剂是今后发展的趋势。(1)Cl2、H2O2、ClO2(还原产物为Cl)、O3(1 mol O3转化为1 mol O2和1 mol H2O)等物质常被用作消毒剂。等物质的量的上述物质消毒效率最高的是_(填字母)。ACl2BH2O2CClO2DO3(2
7、)消毒剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温与黑暗处可保存一年。亚氯酸不稳定，可分解，反应的离子方程式为HClO2ClO2HClH2O(未配平)。在该反应中，当有1 mol ClO2生成时转移的电子个数约为_。(3)84消毒液(主要成分是NaClO)和洁厕剂(主要成分是浓盐酸)不能混用，原因是_(用离子方程式表示)。利用氯碱工业的产物可以生产84消毒液，写出有关反应的化学方程式：_。解析：(1)1 mol Cl2(发生的反应为Cl2H2O=HClHClO)、H2O2、ClO2、O3分别消毒时，转移电子依次为1 mol、2 mol、5 mol、2 mol，则等物质的量的上述物质反应时ClO2转移的电子
8、数最多，消毒效率最高。(2)题给反应是氯元素化合价既升高又降低的反应，HClO2中3价的氯元素一部分升高到ClO2中的4价，一部分降低到1价。当有1 mol ClO2生成时，反应中转移1 mol电子，即转移的电子个数约为6.021023。(3)ClO与浓盐酸中的Cl会发生反应生成有毒的Cl2。氯碱工业的产物是NaOH、H2和Cl2，NaOH溶液和Cl2反应可以得到含有NaClO的溶液。答案：(1)C(2)6.021023(3)ClOCl2H=Cl2H2OCl22NaOH=NaClONaClH2O某游泳池一直使用含氯消毒剂抑制藻类生长，误加过氧化氢后泳池变绿，发生这种变化的原理是什么？实验用品次
9、氯酸钠溶液，过氧化氢，稀硝酸，硝酸银溶液，火柴，试管，导管，胶头滴管。实验步骤(1)向图示装置中依次加入次氯酸钠溶液、少量过氧化氢。现象与结论：观察到有较多气泡冒出。(2)探究生成的气体是否为氧气。用带火星的火柴棒靠近导气管口，观察实验现象。现象与结论：木条复燃，证明有氧气生成。(3)向试管中继续加入过氧化氢至过量，再加入足量稀硝酸酸化，最后加入硝酸银溶液，检验Cl的存在。问题探讨(1)实验过程中为什么要控制过氧化氢的用量？提示：过量过氧化氢久置后也会缓慢分解产生氧气。(2)为什么向试管中继续加入过氧化氢至过量？提示：加入过量过氧化氢的目的是将次氯酸钠全部还原，防止加入硝酸后生成HClO，次氯
10、酸分解生成的HCl(Cl)会干扰实验。(3)判断Cl存在的现象是什么？写出该现象的离子方程式。提示：产生白色沉淀。ClAg=AgCl。1ClO2 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：2KClO3H2C2O4H2SO42ClO2K2SO42CO22H2O，据此下列说法不正确的是()AKClO3 发生还原反应BH2C2O4 在反应中被氧化CH2C2O4 的氧化性强于ClO2的氧化性DClO2是还原产物解析：选CCl元素的化合价降低，得到电子被还原，则KClO3发生还原反应，ClO2是还原产物，故A、D正确；C元素的化合价升高，失去电子被氧化，则H2C2O4在反应
11、中被氧化，故B正确；氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则氧化性为KClO3大于CO2，不能比较H2C2O4、ClO2的氧化性，故C错误。2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。氯系消毒剂的主要成分有氯气、次氯酸、次氯酸盐、亚氯酸钠、二氧化氯以及氯胺等。(1)氯气对水进行杀菌消毒的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，用次氯酸盐做消毒剂的优点是(至少写两点)_。(3)氯胺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45倍，氯胺中氯的化合价为_，氯胺的消毒原理是什么？_。解析：(1)氯气与水反应生
12、成HClO和HCl，反应的离子方程式为Cl2H2O=HClOHCl。(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，则Cl元素为1价，NH2Cl溶于水发生反应：NH2ClH2ONH3HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒。答案：(1)Cl2H2O=HClOHCl(2)次氯酸盐稳定性好(或可长期保存)，容易储存、运输(3)1NH2Cl溶于水发生反应：NH2ClH2ONH3HClO，反应生成的HClO能杀菌消毒3二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，是被国际上公认为安全、低毒的绿色消毒剂。回答下列问题：(1)在进行饮用水消毒时，ClO2可
13、将水中的Fe2、Mn2等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去，据此说明ClO2具有_性(填“氧化”或“还原”)。(2)Cl2也常用于自来水消毒。已知ClO2、Cl2的还原产物均为Cl，则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的_倍(消毒效率可用单位物质的量的物质的得电子数表示)。(3)下图是模拟工业上用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 时反应制取ClO2并收集ClO2的实验装置图。(已知：ClO2熔点为59 ，沸点为11.0 ，受热不稳定，温度过高可能引起爆炸，易溶于水，可与碱液反应)。H2C2O4中C的化合价为_，在装置A发生的反应中做_剂(填“氧化”或“还原”)。装置A
14、、B均必须添加温度控制装置，其中装置B应添加的控温装置是_(填“冰水浴”或“60 的热水浴”)。装置C中NaOH溶液的作用是_。(4)工业上也可用氯酸钠(NaClO3)和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制取ClO2，同时生成Na2SO4，则反应中NaClO3与Na2SO3的物质的量之比为_。解析：(1)Fe元素由Fe2中的2价升高到Fe(OH)3中的3价，做还原剂，则ClO2应做氧化剂，具有氧化性；(2)Cl元素由ClO2中的4价降低为Cl中的1价，1 mol ClO2得5 mol电子，Cl元素由Cl2中的0价降低为Cl中的1价，1 mol Cl2得2 mol电子，所以相同物质的量
15、的ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍；(3)化合物中化合价的代数和为0，则有(1)22x(2)40，x3，所以C的化合价为3价；由KClO3到ClO2，Cl元素化合价降低，所以H2C2O4在装置A中做还原剂；装置B的作用是收集ClO2，ClO2的沸点为11 且受热不稳定，所以ClO2需在低温条件下收集，应选择冰水浴；ClO2受热不稳定，高温可能发生爆炸，对周围环境有危害，故少量未被冷却下来的ClO2气体需要在实验末端进行尾气处理，因为ClO2易溶于水，且与NaOH溶液反应，所以采用氢氧化钠溶液进行尾气吸收；Cl元素由NaClO3中的5价降为ClO2中的4价，一个NaClO3得到1个电子，S元素由Na2SO3中的4价升高为Na2SO4中的6价，1个Na2SO3失去2个电子，根据得失电子守恒知，NaClO3与Na2SO3的物质的量之比为21。答案：(1)氧化(2)2.5(3)3还原冰水浴吸收ClO2，防止污染大气(4)21
