第1章 微项目 甲醛的危害与去除-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （鲁科版2019，京粤闽皖豫宁陕）

微项目　甲醛的危害与去除 ——利用电负性分析与预测物质性质 [核心素养发展目标]　1.认识如何借助电负性分析化学键中电荷的分布。2.体会借助电负性认识与预测有机化合物某些性质的思路和方法。3.了解甲醛的性质、对人体健康的危害以及去除方法。 一、解释甲醛危害产生的原因 1．甲醛的危害 当室内空气中甲醛含量超过0.1 mg·m－3时，人会有不适感，甚至会出现免疫功能异常；食用含有甲醛的食品也会损害人体健康。皮肤接触甲醛后可能出现急性皮炎，表现为粟粒大小红色丘疹，周围皮肤潮红或轻度红肿。 2．探究甲醛危害产生的原因 (1)原因 观察上图，甲醛之所以有毒，是因为甲醛分子中的羰基与蛋白质分子中的氨基发生反应，使蛋白质失去活性。发生的反应类型有加成反应和取代反应。 (2)机理 ①加成反应 甲醛的碳氧双键上不饱和碳原子带部分正电荷，氧原子带部分负电荷；蛋白质分子中N—H键中氮原子带部分负电荷，氢原子带部分正电荷，发生加成反应时，碳原子与带部分负电荷的氮原子结合，氧原子与带部分正电荷的氢原子结合，即“正找负”“负找正”。 ②取代反应 同样遵循“正找负”“负找正”的规律。 (1)当A和B两元素的原子以共价键结合时，电负性大的元素原子带较多的负电荷，用δ－表示，电负性小的元素原子带有较多的正电荷，用δ＋表示，如—。 (2)可用元素的电负性来判断要断裂的两种元素原子所形成的共价键中电荷的分布，进而预测在生成产物时原子可能会如何重组。 二、室内空气中甲醛的检测与去除 1．甲醛的检测 (1)检测试剂：3-甲基-2-苯并噻唑啉酮腙盐酸盐水合物(MBTH)，常被用来制成甲醛检测试剂盒。 (2)检测原理：甲醛与MBTH反应生成物质A，A再参与一系列反应，最终生成蓝绿色化合物，颜色越深，说明空气中甲醛浓度越高。 2．甲醛的去除 (1)化学方法 思考：可用哪些化学试剂去除甲醛？ 推测去除甲醛所需的化学试剂 推测依据 氨水 甲醛可与蛋白质中的氨基反应，氨水中也含有氨基 酸性高锰酸钾溶液 甲醛具有还原性 探究实验用品：甲醛检测试剂盒、甲醛溶液、乙醛溶液、氨水、酸性高锰酸钾溶液；试管、试管架、胶头滴管。 探究实验方案：①取足量氨水于试管中，滴加几滴甲醛溶液，振荡，再用甲醛检测试剂盒检测振荡后的溶液中不含有甲醛。 ②取少量酸性高锰酸钾溶液于试管内，滴加甲醛溶液，直至酸性高锰酸钾溶液褪色。 结论：氨水、酸性高锰酸钾溶液都可以去除甲醛。 (2)物理方法 室内空气流通、使用多孔材料物理吸附，如活性炭等。 去除甲醛的方法 (1)氨、胺类、酚类物质等可以与甲醛先发生加成反应，再发生消去反应去除甲醛。 (2)强氧化剂如酸性高锰酸钾、二氧化氯等与甲醛发生氧化还原反应去除甲醛。 (3)室内空气的流通可以降低甲醛的含量。 (4)使用多孔材料物理吸附可去除甲醛。 提醒　利用电负性可以判断化学键中电荷的分布以及预测生成物，不过，电负性是一个粗略的标度，在大多数分子中，电荷的分布可能是多种原子协同作用的结果，并与原子、分子所处的化学环境密切相关。 1．下列措施不能除去室内空气中甲醛的是(　　) A．放置活性炭 B．放置酸性高锰酸钾溶液 C．放置稀盐酸 D．放置某些植物 答案　C 解析　活性炭具有吸附性，能吸附甲醛，A正确；酸性高锰酸钾溶液能氧化甲醛，B正确；稀盐酸与甲醛不发生反应，不能吸收甲醛，C错误；某些植物可以吸收甲醛，D正确。 2．检验居室中有甲醛气体，可连续多次抽取居室空气样品，注入少量(1～2 mL)低浓度(1× 10－4 mol·L－1)的酸性高锰酸钾溶液中。据此，下列说法正确的是(　　) A．说明甲醛是具有氧化性的气体 B．反应中甲醛被还原 C．最终酸性高锰酸钾溶液呈红色 D．最终酸性高锰酸钾溶液呈无色 答案　D 解析　甲醛(HCHO)具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，所以甲醛能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，导致酸性高锰酸钾溶液褪色，该反应中甲醛被氧化。 3．一种测定室内甲醛含量的方法如图所示： 已知：溶液中有色物质浓度越大，吸光度越大。下列说法正确的是(　　) A．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2 B．反应①生成44.8 L CO2时转移8 mol电子 C．检验反应②后溶液中是否生成Fe2＋只能选用酸性高锰酸钾溶液 D．要保证每步反应都完全转化才能准确测定甲醛的含量 答案　D 解析　反应①为2Ag2O＋HCHO===4Ag＋CO2＋H2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，A项错误；气体所处的温度压强不确定，无法计算转移电子的物质的量，B项错误；检验反应②后溶液中是否含有Fe2＋还可用铁氰化钾溶液，C项错误；若不能完全转化，则最终产物的量偏小，测得的甲醛含量偏低，D项正确。 4．常用的除甲醛试剂有：①活性炭；②RNH2；③ClO2。其中试剂②去除甲醛的第一步反应原理为RNH2＋HCHO―→RNHCH2OH。下列说法错误的是(　　) A．常温、常压下，甲醛是一种有刺激性气味的无色气体，可以用试剂①吸附 B．依据电负性，试剂②中带部分负电荷的N与甲醛中带部分正电荷的C相结合 C．试剂③与试剂②去除甲醛均是利用了甲醛的氧化反应 D．甲醛使蛋白质失活，可能是醛基与蛋白质分子中的氨基发生了反应 答案　C 解析　活性炭具有很强的吸附性，可以吸附甲醛，故A正确；因为电负性：N>C，RNH2中N带部分负电荷，HCHO中C带部分正电荷，所以带部分负电荷的N与甲醛中带部分正电荷的C相结合，故B正确；ClO2与甲醛反应属于甲醛的氧化反应，RNH2与甲醛的反应类型属于甲醛的还原反应，故C错误；蛋白质中含有氨基，与RNH2有类似的性质，甲醛使蛋白质失活，可能是醛基与蛋白质分子中的氨基发生了反应，故D正确。 5．(1)组成甲醛的元素中，电负性最大的是________(填元素符号)。 (2)苯胺可以去除空气中的甲醛，利用电负性相关知识预测反应产物：＋HCHO―→________。 (3)甲醛与有机化合物中氨基的反应既是其致毒原理，也是其防腐原理。在反应过程中，不会生成下列化学键中的________(填字母)。 A．碳氮键 B．氧氢键 C．氮氧键 D．碳氧键 该反应可用于消除甲醛。如用甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图)。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为____________。 答案　(1)O　(2)＋H2O　(3)C　3∶2 学科网（北京）股份有限公司 $$