新魯科版必修1第2章微項(xiàng)目科學(xué)使用含氯消毒劑-運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題學(xué)案

微項(xiàng)目科學(xué)使用含氯消毒劑——運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理解決實(shí)際問(wèn)題學(xué)習(xí)任務(wù)一解讀84消毒液的產(chǎn)品說(shuō)明84消毒液的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)：產(chǎn)品特點(diǎn)本品是以次氯酸鈉為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。學(xué)習(xí)活動(dòng)：探究84消毒液的主要成分NaCIO的化學(xué)性質(zhì).預(yù)測(cè)性質(zhì)：從類別上看，NaCIO是一種弱酸鹽,類比于Na2cCh,其溶液應(yīng)呈堿性,而且可以與其他酸反應(yīng)生成次氯酸;從價(jià)態(tài)上看NaCIO中的氯為“+1”價(jià)，降低變?yōu)椤?”價(jià)或"-價(jià)而表現(xiàn)氧化性；從84消毒液的使用說(shuō)明看，NaCIO還有一定的漂白性。.實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)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(lán)后褪色消毒液具有堿性和漂白性用膠頭滴管滴一滴84消毒紅紙褪色消毒液具有漂白性答案：(l)2NaC103+4HC1(濃)=2。02T+Cl2t+2NaCI+2H2O(2)B(3)2NaClO2+Cl2=2NaCl+2C1O2.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖裝置制備家用消毒液，并探究其性質(zhì)。反應(yīng)停止后，取洗氣瓶中無(wú)色溶液5mL分別進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象a.測(cè)溶液pH,并向其中滴加2滴酚猷pH=13,溶液父紅，5min后褪色b.向其中逐滴加入鹽酸溶液逐漸變成黃綠色(1)寫(xiě)出利用上述裝置制備消毒液涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式：(2)查閱資料：酚酸的變色范圍為8.2?1(),且酚猷在強(qiáng)堿性溶液中紅色會(huì)褪去,為探究操作a中溶液褪色的原因，又補(bǔ)充了如下實(shí)驗(yàn)：操作現(xiàn)象取NaOH溶液,向其中滴加2滴酚酸溶液斐紅，3()min后褪色獲得結(jié)論：此實(shí)驗(yàn)小組制備的消毒液具有性。⑶該小組由操作b獲得結(jié)論：隨著溶液酸性的增強(qiáng)，此消毒液的穩(wěn)定性下降。①操作b中溶液變成黃綠色的原因：(用離子方程式表示)。②有人認(rèn)為由操作b獲得上述結(jié)論并不嚴(yán)謹(jǐn)。需要進(jìn)一步確認(rèn)此結(jié)論的實(shí)驗(yàn)方案是O【解析】(2)酚酸在強(qiáng)堿性溶液中紅色會(huì)褪去，同樣體積和pH的氫氧化鈉溶液，滴加2滴酚酥,溶液變紅，30min后褪色,而消毒液,pH=13,滴加2滴酚酸,溶液變紅，5min后褪色，短時(shí)間即可褪色，說(shuō)明此實(shí)驗(yàn)小組制備的消毒液具有漂白性。(3)②該小組操作b中使用的鹽酸中有H+和C1-,向NaClO和NaCl的混合溶液中加入鹽酸，酸性增強(qiáng)同時(shí)CI-濃度也增大，因此無(wú)法判斷到底是酸性增強(qiáng)導(dǎo)致NaClO穩(wěn)定性下降還是Q-濃度增大導(dǎo)致的,故加的酸應(yīng)排除氯離子干擾，因此需向溶液中加入H2sO,，若溶液變?yōu)辄S綠色，則說(shuō)明消毒液穩(wěn)定性下降，H+和溶液中的Q-、CIO?發(fā)生反應(yīng)生成氯氣。離子方程式為2H++QO-+Cl-=ci2t+H20e答案：⑴MnO2+4HCl(濃)4=MnCb+CbT+2H2。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(2)5mL、pH=13漂白(3)①CIO-+C1-+2H+=Ci2T+H20②取洗氣瓶中溶液5mL,向其中逐滴加入稀H2sO,，觀察溶液是否逐漸變?yōu)辄S綠色

液于紅紙上用膠頭滴管滴一滴84消毒液于淀粉碘化鉀試紙上試紙變曲消毒液具有強(qiáng)氧化性2滴紫色石蕊試液/）\2滴稀硫酸B**S試管1試除2嚴(yán)管3蒸鐳水“84”消毒液（1：50稀糅）試管1溶液為紫色試管2溶液為藍(lán)色短時(shí)間內(nèi)無(wú)明顯變化試管3溶液先變藍(lán)，滴2滴稀硫酸后快速褪色NaClO與稀硫酸反應(yīng)生成氧化性更強(qiáng)的HC1O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,迅速蓋上表面皿表回皿下方產(chǎn)生黃綠色氣體，淀粉KI溶液變藍(lán)NaClO和HC1作用產(chǎn)生了Cl2,NaClO中氯元素化合價(jià)降低,表現(xiàn)氧化性1.次氯酸鈉：.常見(jiàn)含氯消毒劑：.次氯酸作為消毒劑、漂白劑的優(yōu)缺點(diǎn)：⑴優(yōu)點(diǎn)：次氯酸有較好的消毒、漂白作用。⑵缺點(diǎn)：HC1O在光照條件下易分解，2HC1O迷腮2HC1+02：z不宜直接用作消毒劑、漂白劑?！镜淅可钪械暮芏辔镔|(zhì)不能混合使用，請(qǐng)利用所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：⑴已知84消毒液主要成分為次氯酸鈉和氯化鈉，“潔廁靈可以洗去馬桶中難以除去的“尿垢"請(qǐng)回答：①84消毒液顯性，“潔廁靈品（填“酸小堿或中,）性。②84消毒液能否和“潔廁靈”混合使用，請(qǐng)你結(jié)合離子方程式加以說(shuō)明：o⑵84消毒液及雙氧水都是常見(jiàn)的消毒劑，若長(zhǎng)期放置在空氣中，都容易變質(zhì)，用化學(xué)方程式表示它們變質(zhì)的原因?！窘馕觥?4消毒液的有效成分為次氯酸鈉，呈堿性，“潔廁靈哨勺主要成分為HC1,呈酸性，二者混合時(shí)能發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生氯氣，故不能混合使用。次氯酸鈉露置于空氣中還能吸收空氣中的二氧化碳生成不穩(wěn)定的次氯酸而失效；雙氧水不穩(wěn)定，見(jiàn)光受熱都容易分解而失效。答案：（1）①堿酸②不能,84消毒液中的NaClO可以和“潔廁靈”中的酸性物質(zhì)發(fā)生如下反應(yīng)：CIO-+Cl-+2H+=Cl2t+H2O,去污效果降低，且。2有毒,吸入易使人中毒，故不能混合使用（2）2NaC10+CO2+H2O=Na2CO3+2HC1O2HC]0Jg§§_2HC1+02T2H2O2=2H2O+02T深化思考⑴稀釋或使用消毒液時(shí)，為什么要求相關(guān)人員必須戴手套？（關(guān)鍵能力——分析與推測(cè)）提示：因?yàn)?4消毒液具有堿性、強(qiáng)氧化性，所以會(huì)腐蝕人的皮膚。⑵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(shí)需要將被消毒的物品浸泡一段時(shí)間來(lái)增強(qiáng)消毒或漂白效果？（關(guān)鍵能力——理解與辨析）提示：NaClO與空氣中的CCh、H20作用生成HC1O,HC1O的消毒、漂白效果更好。2NaClO+C02+H2O=2HCIO+Na2co3。⑶有些消毒液特別補(bǔ)充說(shuō)明：不可與酸性清潔劑如“潔廁劑”混合使用，為什么？（關(guān)鍵能力——理解與辨析）提示：潔廁劑主要成分為稀鹽酸，可與消毒液反應(yīng)產(chǎn)生Cl2,NaClO+2HCl=NaCI+H20+CbT,Cb有毒會(huì)污染環(huán)境。學(xué)習(xí)任務(wù)二探究消毒液的使用問(wèn)題2016年巴西里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)期間，室外游泳池中的水變綠成為當(dāng)時(shí)的一大新聞。有關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)，池水變綠是藻類生長(zhǎng)造成的。該泳池此前一直使用含氯消毒劑抑制藻類生長(zhǎng)，這次事件中工作人員誤用了過(guò)氧化氫消毒劑。針對(duì)上述事件，我們可以提出很多問(wèn)題。例如：為什么泳池中原有的含氯消毒劑不起作用了？學(xué)習(xí)活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究消毒劑在使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題I.實(shí)驗(yàn)用品：次氯酸鈉溶液，雙氧水，稀硝酸，硝酸銀溶液，火柴，試管，導(dǎo)管，膠頭滴管。2.實(shí)驗(yàn)步驟：⑴向圖示裝置中依次加入次氯酸鈉溶液、少量雙氧水?，F(xiàn)象與結(jié)論：觀察到有較多氣泡冒出。⑵探究生成的氣體是否為氧氣。用帶火星的火柴棒靠近導(dǎo)氣管口，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象與結(jié)論：木條復(fù)燃，證明有氧氣生成。⑶向試管中繼續(xù)加入雙氧水至過(guò)量，再加入足量稀硝酸酸化，最后加入硝酸銀溶液，檢驗(yàn)CI-的存在。.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為什么要控制雙氧水的用量？提示：過(guò)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(guò)量雙氧水？提示：加入過(guò)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HC1(C1■)會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)。I.分析解釋實(shí)際問(wèn)題——“池水變綠”的原因：.消毒劑的使用誤區(qū)：(1廣混用更保險(xiǎn)”：使用消毒劑一定要科學(xué)，使用前一定要認(rèn)真了解各種消毒劑的成分及性質(zhì)，有針對(duì)性地選擇和使用，切不可混用，混用后有可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)或降低效果。(2廣越濃越保險(xiǎn)"：消毒劑濃度并不是越濃效果越好，例如75%的酒精可以吸收細(xì)菌蛋白中的水分，使蛋白質(zhì)脫水變性，而純酒精或95%的酒精會(huì)使菌體表面形成保護(hù)膜，阻止乙醇分子進(jìn)一步滲入，影響殺菌效果，使其效果降低。⑶同一時(shí)期使用消毒劑“多樣化更高效”：如果同一時(shí)期頻繁使用多種消毒劑，有可能使消毒劑消毒效果大大降低，還可能產(chǎn)生意想不到的嚴(yán)重后果，如先用84消毒液消毒，再用潔廁靈消毒，就有可能產(chǎn)生嚴(yán)重污染空氣的氯氣?！镜淅浚?021.石城高一檢測(cè)游泳池中的水經(jīng)常要消毒殺鼠某化學(xué)興趣小組對(duì)游泳池中使用的消毒劑進(jìn)行了研究性學(xué)習(xí)。⑴氯氣是游泳池中水體消毒殺菌的常用消毒劑之一，請(qǐng)用離子方程式表示它能消毒殺菌的原因是O⑵游泳池也可使用漂白液（主要成分是次氯酸鈉）來(lái)進(jìn)行消毒殺菌。與氯氣相比較，請(qǐng)寫(xiě)出使用漂白液的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：O⑶消毒劑二氧化氯已被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為A1級(jí)高效安全滅菌消毒劑。若消毒同一游泳池中的水，達(dá)到同樣的消毒效果，所需二氧化氯與氯氣的物質(zhì)的量之比為（單位物質(zhì)的量的物質(zhì)得到的電子數(shù)可以表示該物質(zhì)的消毒效率）。（4）用于游泳池消毒殺菌的消毒劑還有很多。下列物質(zhì)中，也可以用于游泳池殺菌消毒的有（填字母）。A.二氧化硫B.臭氧C.活性炭D.高鎰酸鉀【解析】⑴氯氣用于漂白、消毒是因?yàn)槠淠芘c水反應(yīng)生成具有強(qiáng)氧化性的次氯酸：Ch+H2O=H++C1-+HCIOo⑵次氯酸鈉比次氯酸更穩(wěn)定，便于使用、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)取＃?）一個(gè)二氧化氯分子轉(zhuǎn)變成氯離子需要得到5個(gè)電子，一個(gè)氯氣分子轉(zhuǎn)變成氯離子需要得到2個(gè)電子，若消毒同一游泳池中的水，達(dá)到同樣的消毒效果，所需二氧化氯與氯氣的物質(zhì)的量之比為2:5。（4）二氧化硫、高鎰酸鉀對(duì)人的皮膚有傷害，活性炭有吸附作用，但無(wú)殺菌消毒功能。答案：(1)02+H2O=H++Cl-+HC10(2)次氨酸鈉更穩(wěn)定,便于使用、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)娶?：5(4)B⑴近年，世界各地自然災(zāi)害頻發(fā)，災(zāi)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(huì)呈稀糊粥狀而失效,為什么？(關(guān)鍵能力——理解與辨析)提示：由于酸性H2cCh>HC1O,所以Ca(ClO)2在空氣中易跟CO2xH2O反應(yīng)生成CaCCh和HC1O,HC1O見(jiàn)光易分解。Ca(CIO)2+CO2+H2O=CaCO3；+2HCIO2HC1O^^2HC1+O2T⑵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？(關(guān)鍵能力——分析與推測(cè))提示：用含CaCO3的Ca(C10)2跟濃鹽酸制取Cl2,Cl2中可能含有CO2.H2O.HCI等雜質(zhì)。1.某化學(xué)興趣小組在探究次氯酸鈉溶液的性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)：往過(guò)量FeSCU溶液中滴入幾滴NaClO溶液，并加入適量硫酸，溶液立即變黃。請(qǐng)你協(xié)助他們完成該反應(yīng)還原產(chǎn)物的探究。⑴甲同學(xué)推測(cè)該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為Cl2；乙同學(xué)推測(cè)該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為⑵你認(rèn)為甲同學(xué)的推測(cè)是否正確？(填“正確”或“不正確”)。請(qǐng)用簡(jiǎn)要的文字或離子方程式說(shuō)明理由根據(jù)乙同學(xué)的推測(cè)，上述反應(yīng)的離子方程式為0⑶請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證乙同學(xué)的推測(cè)(還原產(chǎn)物)是否正確。要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論：實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1步驟2【解析】(1)往過(guò)量FeS04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(jià)有降低的趨勢(shì)，降為()價(jià)產(chǎn)生氯氣或者是降為-1價(jià)產(chǎn)生氯離子。(2)該反應(yīng)的還原產(chǎn)物不可能為Cl2,因?yàn)镕eSO4過(guò)量，在反應(yīng)中有剩余，而Cl2與Fe2+不能共存(2Fe?++。2=2。-+2Fe3+),因此還原產(chǎn)物不可能為Cl2,亞鐵離子和次氯酸根在酸性環(huán)境下的反應(yīng)：2Fe2++C1O-+2H+=2Fe3++H2Oo⑶如果檢驗(yàn)Cl-需用HNO3、AgNO3試劑檢驗(yàn)，但溶液中存在so］遇Ag+也會(huì)沉淀,故檢驗(yàn)C1-時(shí)應(yīng)先除去SO：-o答案：(1)C1-(2)不正確因?yàn)镕eSCU過(guò)量，反應(yīng)中有剩余，而CL與Fe2+不能共存QFe?++02=2。-+2Fe3+),因此還原產(chǎn)物不可能為Cl22Fe2++CIO-+2H+=2Fe3++C1-+H20⑶取上述反應(yīng)后的溶液少許于試管A中，滴加過(guò)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AgNOs溶液若有白色沉淀生成，則乙同學(xué)的推測(cè)正確；若沒(méi)有白色沉淀生成，則乙同學(xué)的推測(cè)不正確2.用氯氣對(duì)飲用水消毒，會(huì)使水中的有機(jī)物發(fā)生氯化，生成含氯化合物，而含氯化合物對(duì)人體有害，世界環(huán)保聯(lián)盟即將全面禁止這種消毒方法。建議采用具有強(qiáng)氧化性的高效消毒劑二氧化氯(CIO?)。二氧化氯極易爆炸，生產(chǎn)和使用時(shí)盡量用惰性氣體稀釋，避免光照、震動(dòng)或加熱。⑴歐洲一些國(guó)家用氯酸鈉(NaCICh)氧化濃鹽酸來(lái)制取二氧化氯,同時(shí)有氯氣生成,且氯氣的體積為二氧化氯的一半,這一反應(yīng)的化學(xué)方程式是0⑵濃鹽酸在上述反應(yīng)中顯示出來(lái)的性質(zhì)是(填字母)。A.只有還原性B.還原性和酸