第2章 微专题二 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（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高一化学必修第一册高中同步学案（鲁科版）

微专题二　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 学习目标 核心素养 1.认识消毒剂，了解消毒剂的功能和消毒原理。 2.知道有一类消毒剂是因为有氧化性而具有消毒能力，利用氧化还原反应规律分析这类消毒剂的作用原理，以及使用过程中出现的现象和问题。 3.加强合理使用化学品的意识，制作消毒剂使用说明，正确使用消毒剂。 1.查阅资料“84”消毒液使用过程中起消毒作用的物质及其消毒原理，体会“84”消毒液使用说明中哪些内容是为了提高消毒效果。 2.实验探究，分析和解决与化学相关实际问题的思路和方法。 活动1　解读84消毒液的产品说明 阅读P73图2­4­1“84消毒液及其产品说明”，完成下列探究任务。 1．84消毒液的有效成分是次氯酸钠，它可能具有什么性质？ ________________________________________________________________________ 提示：从化合价的角度分析，NaClO中氯元素为＋1价，化合价可以降低，NaClO应具有氧化性；从物质类别分析，NaClO是弱酸盐，能与较强的酸反应生成氧化性更强的HClO。 2．设计实验验证对次氯酸钠性质的预测是否正确。 ________________________________________________________________________ 提示：性质验证： 预测 性质 实验内容 实验现象 实验结论 氧 化 性 1.向培养皿中加入少量稀释的84消毒液，并将表面皿内壁涂上淀粉碘化钾溶液 2.用胶头滴管向培养皿中滴入少量稀盐酸，快速将表面皿扣在培养皿的口上，周围缝隙用蘸有NaOH溶液的棉花条围住，观察现象 培养皿中滴入少量稀盐酸后，内部气体由无色变为黄绿色，表面皿内壁上的液体由无色变为蓝色 NaClO具有氧化性，与稀盐酸可发生反应NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O 续表 可与 强酸 反应 1.用玻璃棒蘸取稀硫酸点在一片pH试纸的中间，观察现象 2.再用胶头滴管在pH试纸变色的部位滴一滴稀释的84消毒液，观察现象 pH试纸遇稀硫酸立即变红色，滴一滴稀释的84消毒液，红色迅速褪去 NaClO能与稀硫酸反应生成具有漂白作用的次氯酸，其反应为2NaClO＋H2SO4===Na2SO4＋2HClO 3.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：产品说明中的注意事项第1、2、3、4、6条都可以用NaClO的氧化性(强腐蚀性)来解释，第5条可以用NaClO是弱酸盐能跟较强的碳酸(相当于CO2和H2O)反应生成HClO，HClO不稳定见光分解为HCl和O2的性质来解释。 4．84消毒液为什么不能与洁厕剂(通常含盐酸)等酸性产品同时使用？ 提示：NaClO具有强氧化性，HCl具有还原性，两者易发生氧化还原反应NaClO＋2HCl===NaCl＋Cl2↑＋H2O，Cl2有毒污染环境，故84消毒液与洁厕剂等酸性产品不能同时使用。 5．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：由于HClO的酸性小于H2CO3，故84消毒液在使用过程中与H2O、CO2反应生成氧化性更强的HClO，其反应方程式为NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO。 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Fe2+、SO、I－等还原剂反应。 (3)不稳定性：见光易分解：2HClO2HCl＋O2↑。 (4)具有漂白作用和消毒作用。 3．常见含氯消毒剂 常见漂白剂的漂白原理 SO2(待学) HClO、H2O2、 Na2O2、O3 活性炭 漂白 原理 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质氧化为无色物质 吸附有 色物质 变化 类型 化学变化 化学变化 物理变化 是否 可逆 可逆，加热或久置后恢复原来颜色 不可逆，加热或久置后不恢复原来颜色 漂白 对象 有色的有机物，不能漂白指示剂 有色的有机物和指示剂 有机色质 活动2　探究消毒剂的使用问题 阅读P75“变绿的游泳池水”相关内容，并设计实验方案，探究过氧化氢消毒剂能否与含氯消毒剂(以84消毒剂为例)混合使用？ 提示：实验方案的设计及实施： 探究 的 问题 实验内容 实验现象 结论和解释 过氧 化氢 消毒 剂能 否与 含氯 消毒 剂 混用 (1)取相同浓度、相同体积(如5 mL)的稀84消毒液两份，分别置于两试管中 (2)取相同浓度、相同体积(如5 mL)的稀过氧化氢消毒液两份，分别置于两试管中 (3)将一份84消毒液与一份过氧化氢消毒液混合。向上述三份溶液(如下图)中同时放入大小相同的同种红布条，观察三种液体中红布条的颜色变化 一段时间后，84消毒液、过氧化氢消毒液中的红布条均褪色；在混合液体中的红布条颜色变化不明显 结论：含氯消毒剂与过氧化氢消毒剂不能混用 原因：含氯消毒剂具有强氧化性，而过氧化氢不仅具有强氧化性，也具有还原性，两者会发生氧化还原反应，生成的产物不具有杀菌消毒的能力 原理：NaClO＋H2O2===NaCl＋H2O＋O2↑ 1．选取和使用消毒剂时的注意事项： (1)消剂的种类较多，不同种类的消毒剂的消毒原理不同，功能不同，适用的范围和使用方法也不同，因此应根据需要和使用范围合理选择； (2)不同的消毒剂稳定性不同，选择时应注意产品的有效期； (3)使用时应根据说明书正确使用； (4)不同类型，特别是相互反应的消毒剂不能混用； (5)消毒剂大多具有一定的毒性、腐蚀性和刺激性，一定要注意个人防护，必要时应戴防护眼镜、口罩和手套等。(合理即可) 2．解决游泳池水变绿的方法：定期换水，定期投放消毒剂，注意不同消毒剂性质，避免相互间因发生反应而失效。(合理即可) 分析和解决与化学相关的实验问题的 思路方法 ―→―→ ―→ ―→ 1．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 答案：C 2．使用化学消毒剂应掌握的知识不包括(　　) A．了解消毒剂的性质 B．了解消毒剂的使用方法 C．了解生产消毒剂的厂家 D．了解影响消毒杀菌效果的因素 答案：C 3．Cl2溶于水可制得氯水。检验一瓶氯水是否已经完全变质，可以采用的试剂是(　　) A．AgNO3溶液 B．酚酞溶液 C．Na2CO3溶液 D．紫色石蕊试液 答案：D 4．有经验的阿姨在用氯气消毒过的自来水洗有色衣服之前，都会将自来水在阳光下暴晒一段时间，其目的是 (　　) A．使水中的杂质沉淀 B．使水中的HClO分解 C．起到杀菌作用 D．增加水中O2的含量 答案：B 5．用漂白粉溶液浸泡过的有色布条，如果晾置在空气中，一段时间后，其漂白效果会更好的原因可能是(　　) A．漂白粉被氧化了 B．漂白粉跟空气中的CO2和水蒸气充分反应，生成了HClO C．有色布条被空气中的氧气氧化了 D．漂白粉溶液蒸发掉部分水，其浓度增大 答案：B 6．84消毒液是一种有刺激性气味的高效液体消毒剂，主要成分为次氯酸钠(NaClO)，广泛用于宾馆、旅游、医院、食品加工、家庭等的卫生消毒。 请阅读信息并回答： (1)NaClO的制取原理是氯气与氢氧化钠反应，反应的化学方程式为________________。 (2)84消毒液中NaClO自身没有消毒作用，起到消毒作用的是NaClO与空气中CO2反应得到的HClO，反应的化学方程式为__________________，且HClO不稳定受热，见光易分解，因此84消毒液必须________保存。 答案：(1)2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O (2)NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO　密封 7．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)？______________________________。 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。 答案：(1)Cl2＋H2O===HClO＋H＋＋Cl－ (2)次氯酸盐稳定性好，可长期保存，容易储存、运输 8．(1)储氯钢瓶外应贴的标签为________(填字母代号)。 A．易燃品　　B．有毒品　　C．爆炸品 (2)洁厕灵使用注意事项中特别说明在使用时切勿与漂白剂一同使用，否则会产生有害气体。“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠，写出“84”消毒液与洁厕灵(有效成分为盐酸)混合后反应的离子方程式： ____________。 (3)漂白粉的有效成分是__________(填化学式)，老师新买的漂白粉没有保存说明书，请你为漂白粉设计一份保存注意事项，并用化学用语解释设计原因。 注意事项(不超过30个字)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解释(用化学用语)：________________________________________________________________________。 解析：(1)氯气有毒，储氯钢瓶外应贴的标签为有毒品，故选B。(2)次氯酸钠具有强氧化性，与盐酸反应生成氯气、水和氯化钠，反应的离子方程式为Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O。 (3)漂白粉的有效成分是Ca(ClO2)，漂白粉容易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳生成次氯酸，次氯酸见光易分解，化学方程式分别为Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑，所以保存的注意事项是密封，在阴凉干燥处保存，避免与酸性物质接触。 答案：(1)B　(2)Cl－＋ClO－＋2H＋===Cl2↑＋H2O (3)Ca(ClO)2　密封，在阴凉干燥处保存，避免与酸性物质接触 Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO、2HClO2HCl＋O2↑ 课时作业(十四)　科学使用含氯消毒剂 基础达标练 1．下列物质属于纯净物的是(　　) A．漂白粉　　　　　　　B．盐酸 C．氯水 D．液氯 解析：选D　漂白粉为氯化钙、次氯酸钙组成的混合物，A错误；盐酸是氯化氢气体的水溶液，属于混合物，故B错误；氯水是氯气的水溶液，属于混合物，C错误；液氯是液态氯气，属于纯净物中的单质，D正确。 2．“84”消毒液在日常生活中使用广泛，该消毒液无色，有漂白作用。它的有效成分是下列物质中的一种，这种物质是(　　) A．NaClO B．NaOH C．KMnO4 D．Na2O2 解析：选A　 “84”消毒液的有效成分是NaClO。 3．下列物质能使干燥的蓝色石蕊试纸先变红后褪色的是(　　) ①氯气　②液氯　③新制的氯水　④氯气的酒精溶液　⑤盐酸　⑥盐酸酸化的漂白粉溶液 A．①②③ B．①②③⑥ C．③⑥ D．②③⑥ 解析：选C　能使干燥的蓝色石蕊试纸变红说明溶液显酸性，而后褪色，说明溶液中有表现漂白性的物质。Cl2溶于水后得到氯水，既表现酸性又表现漂白性。盐酸酸化的漂白粉溶液既表现酸性又表现漂白性。 4．下列关于含氯化合物的说法中正确的是(　　) A．氯水中由于Cl2完全与H2O反应，故无Cl2存在 B．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2和CaCl2 C．HClO是一种稳定性较强的弱酸 D．“84”消毒液能用于杀菌消毒，也具有一定的漂白作用 解析：选D　氯水中有Cl2分子存在，A不正确；漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，B不正确；HClO见光易分解，稳定性差，C不正确；“84”消毒液中的NaClO会产生HClO，即能用于杀菌消毒，也可用于漂白，D正确。 5．下列关于氯水的叙述中，正确的是(　　) A．新制氯水中既有分子，又有离子 B．新制氯水在光照的条件下，可以产生气体，该气体是氯气 C．新制氯水中滴加硝酸银溶液，没有任何现象 D．新制氯水不可以使干燥的有色布条褪色 解析：选A　新制氯水中有分子(H2O、Cl2、HClO)，也有离子(H＋、Cl－、ClO－、OH－)，故滴入AgNO3溶液会产生白色沉淀AgCl。HClO不稳定，光照时会产生O2，HClO又具有漂白性，故氯水可使有色布条褪色。 6．向新制氯水中加入少量下列物质，其实验现象能说明氯水具有漂白性的是(　　) A．加入碳酸钙粉末有气体产生 B．加入含有酚酞的NaOH溶液，红包褪去 C．加入氯化亚铁溶液，溶液显棕黄色 D．加入红墨水，溶液褪色 解析：选D　加入的碳酸钙能和氯水中的H＋反应，产生气体，说明溶液中含有H＋，A项错误；加入含有酚酞的NaOH溶液，红色褪去，也可能是H＋与OH－反应使溶液PH降低造成的，B项错误；加入氯化亚铁溶液，溶液显棕黄色，说明氯水具有氧化性，C项错误；加入红墨水，溶液褪色，说明氯水具有漂白性，D项正确。 7．浓盐酸和Ca(ClO)2能发生反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2H2O＋2Cl2↑，用久置漂白粉和浓盐酸反应得到的氯气中，可能含有的杂质气体是(　　) ①CO2　②HCl　③H2O　④O2 A．①②③ B．②③④ C．②③ D．①④ 解析：选A　漂白粉为CaCl2和Ca(ClO)2的混合物，因HClO的酸性比碳酸的弱，所以漂白粉易与空气中的CO2和H2O反应生成CaCO3和HClO，HClO不稳定，见光易分解，久置漂白粉的成分为Ca(ClO)2、CaCO3和CaCl2，加入浓盐酸后生成CO2以及Cl2，盐酸另挥发，则用久置漂白粉和浓盐酸反应得到的氯气中，可能含有的杂质气体有①CO2、②HCl、③H2O。 8．已知NaClO溶液与CO2能发生如下反应：NaClO＋H2O＋CO2===NaHCO3＋HClO，下列叙述错误的是(　　) A.HClO比H2CO3的酸性弱 B．加入少量盐酸可增加NaClO溶液的漂白性 C．通入少量Cl2可增强NaClO溶液的漂白性 D．“84”消毒液的有效成分是Ca(ClO)2，可用于消毒 解析：选D　由该反应的化学方程式，可知H2CO3比HClO的酸性强；由NaClO＋HCl===NaCl＋HClO可知，加入少量盐酸可增强NaClO溶液的漂白性；由Cl2＋H2O===HCl＋HClO可知，通入少量Cl2可增强NaClO溶液的漂白性；“84”消毒液的有效成分为NaClO而不是Ca(ClO)2。 9．世界卫生组织将二氧化氯(ClO2)列为A级高效安全灭菌消毒剂，它在食品保鲜、饮用水消毒等方面有着广泛应用。为什么ClO2可以用作饮用水消毒剂？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：ClO2中Cl为＋4价，具有较高的化合价，具有较强的氧化性，可用作饮用水消毒剂。 能力提升练 10．过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。 (1)CaO2溶于盐酸可得H2O2，反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________。 (2)CaO2在保存时要密封，避免接触水蒸气和二氧化碳。水蒸气与CaO2反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向池塘水中加入一定量的CaO2·8H2O后，池塘水中浓度增加的离子有________(填字母)。 A．Ca2+ B．H＋ C．CO D．OH－ (4)已知：CaO2在350 ℃时迅速分解生成CaO和O2。取某CaO2样品10 g(含有少量CaO杂质)，充分加热后剩余固体的质量为8.4 g，则该样品中CaO2的质量分数为________。 解析：(1)过氧化钙(CaO2)的性质与过氧化钠相似，与盐酸反应的化学方程式为CaO2＋2HCl===CaCl2＋H2O2。 (2)CaO2与H2O、CO2反应的化学方程式分别为2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑、2CaO2＋2CO2===2CaCO3＋O2。 (3)2CaO2＋2H2O===2Ca(OH)2＋O2↑，所以池塘水中的Ca2+、OH－浓度增加，酸、碱中和使H＋的浓度减小，Ca(OH)2与CO生成CaCO3沉淀使CO的浓度减小。(4)根据题意可利用“差量法”求解该样品中CaO2的质量，设固体中含CaO2的质量为x， 2CaO22 CaO＋O2↑　　Δm 　144　　　112　　　　　　32 　x　　　　　　　　　　　(10－8.4) g 解得x＝7.2 g 则该样品中CaO2的质量分数为×100%＝72%。 答案：(1)CaO2＋2HCl===CaCl2＋H2O2 (2)2CaO2＋2H2O(g)===2Ca(OH)2＋O2 (3)AD　(4)72% 11．某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)。请回答下列问题： (1)A为实验室制氯气的发生装置，化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 某学生用12 mol·L-1的浓盐酸100 mL和足量的MnO2反应制Cl2，实际得到的Cl2________6.72 L(填“<”“>”或“＝”)。 (2)漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)此实验所得漂白粉的有效成分偏低。该学生经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中还存在两个副反应： ①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO3)2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是________________________________________________________________________ ______________________。 ②Cl2中含HCl，会发生反应2HCl＋Ca(OH)2===CaCl2＋2H2O，为避免此副反应的发生，可将装置作何改进：________________________________________________________________________。 (4)C装置的作用是________________________________________________________________________。 解析：(1)加热条件下，二氧化锰和浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸，但稀盐酸和二氧化锰不反应，则实际得到的V(Cl2)＜6.72 L；(2)氯气与消石灰反应生成氯化钙、次氯酸钙和水，化学方程式为2Ca(OH)2＋2Cl2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O；(3)①因温度较高时发生副反应生成Ca(ClO3)2，则可将B装置冷却来避免该副反应的发生；②因浓盐酸易挥发，则另一个副反应为HCl与消石灰反应，所以应除去氯气中的HCl，即在A、B之间接一个饱和的NaCl溶液洗气瓶可除去HCl; (4)因氯气有毒，则装置C的作用为吸收未反应完的氯气，防止污染空气。 答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　＜ (2)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (3)①冷却B装置(或将B装置放在冷水浴中) ②在装置A与B之间连接一个装有饱和氯化钠溶液的洗气瓶 (4)吸收未反应完的氯气，防止污染空气 12．已知反应：3H2O2＋2H2CrO4===2Cr(OH)3＋3O2↑＋2H2O。在该反应中H2O2 (O为－1价)只发生如下变化过程：H2O2→O2 (1)该反应中被氧化的物质是________。 (2)用单线桥法表示反应中电子转移的方向和数目。 3H2O2＋2H2CrO4===2Cr(OH)3＋3O2↑＋2H2O (3)如反应中转移了0.6 mol电子，则产生______mol的O2。 解析：(1)由H2O2→O2可知，H2O2中氧元素的化合价由－1价升高到0价，被氧化。 (2)H2CrO4中铬元素的化合价从＋6价降低为＋3价，得电子，H2O2中氧元素的化合价由－1价升高到0价，失电子，因此箭头由O指向Cr，电子总数为2×(6－3) ＝6。用单线桥法表示反应中电子转移的方向和数目，即 3H2O2＋2H2C6e－rO4===2Cr(OH)3＋3O2↑＋2H2O。 (3)如反应中转移了0.6 mol电子，则生成氧气的物质的量为0.3 mol。 答案：(1)H2O2 (2)3H2O2＋2H2C6e－rO4===2Cr(OH)3＋3O2↑＋2H2O (3)0.3 13．ClO2与Cl2的氧化性相近，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛，某兴趣小组通过题图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。 图1 ,图2) (1)仪器D的名称是______________；安装F中导管时，应选用图2中的________。 (2)打开B的活塞，A中发生反应：2NaClO3＋4HCl===2ClO2↑＋Cl2↑＋2NaCl＋2H2O。为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，滴加稀盐酸的速度宜________(填“快”或“慢”)。 (3)关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是 ________________________________________________________________________。 (4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是________________________________________________________________________。 解析：(1)根据仪器特征，可知仪器D是锥形瓶；F装置应是Cl2和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气，故选b。 (2)为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO2的速率要慢，故滴加稀盐酸的速度要慢。 (3)F装置中发生Cl2＋2KI===2KCl＋I2时，淀粉遇碘变蓝，而F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2。 (4)在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为4H＋＋5ClO＝Cl－＋4ClO2↑＋2H2O；在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2生成。 答案：(1)锥形瓶　b　(2)慢　(3)吸收Cl2 (4)4H＋＋5ClO===Cl－＋4ClO2↑＋2H2O　验证是否有ClO2生成 学科网（北京）股份有限公司 $$