《微项目 科学使用含氯消毒剂-消毒剂的迭代 从次氯酸钠到二氧化氯》教学课件-2025-2026学年高一上学期化学鲁科版必修第一册

该高中化学课件聚焦氯及其化合物，以含氯自来水消毒剂迭代为主线，从次氯酸钠制备（联系氯气与碱反应）切入，通过物质类别与价态预测其性质并实验探究，再对比二氧化氯优势，构建氯元素化合物转化脉络。 亮点在于以科学探究为核心，任务二小组合作设计实验验证次氯酸钠酸碱性、氧化性（淀粉碘化钾溶液变蓝等现象），结合价类二维图梳理物质转化（证据推理与模型认知），融入“84”消毒液与洁厕灵中毒案例培养科学态度与责任。学生提升实验探究与社会责任感，教师可直接用于实验教学与素养评价。

课程名称：含氯自来水消毒剂的发展与探究 第二课时 课例名称：消毒剂的迭代——从次氯酸钠到二氧化氯 单元主题：氯及其化合物 高中化学 高一年级 上学期 必修第一册 学习目标 能从物质类别和元素化合价角度，预测次氯酸钠的化学性质，发展基于氧化还原反应的“宏观辨识与微观探析” 学科核心素养； 基于对次氯酸钠性质的预测，小组合作设计实验方案，实验验证其化学性质得出结论，通过对异常现象的分析与探究，发展“科学探究与创新意识”学科核心素养； 通过结合资料总结二氧化氯的物理性质、制备方法、二氧化氯与传统含氯消毒剂（液氯、次氯酸钠）的优缺点对比得出二氧化氯的消毒优势，培养 “证据推理与模型认知”学科核心素养； 通过AI搜索“84”和洁厕灵混合使用中毒事件，能让学生深刻认识到化学试剂使用不当的危害，从而在日常生活和学习中，养成谨慎、规范使用化学试剂的习惯，提高安全意识和自我保护能力。向居民宣传消毒剂使用知识，有助于培养他们的社会责任感，增强对社会公共安全的关注和担当。 主要成分：NaCl 、NaClO 思考1：1820年法国化学家安托万.拉巴拉克用氢氧化钠代替碳酸钠与氯气反应制备次氯酸钠，推动了次氯酸钠的实际应用你能写出氯气和氢氧化钠溶液反应方程式吗？ 思考2：类比氯气和氢氧化钠反应你能写出氯气和石灰乳反应方程式吗？ Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (用于Cl2 尾气处理和制漂白液，即“84”消毒液) 2Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O (工业上用此反应制漂白粉) 任务一：书写次氯酸钠的制备原理方程式 主要成分：NaCI、NaCIO 有效成分：NaCIO 预测依据 预测性质 选用试剂 预测实验现象 步骤 NaClO是一种弱酸盐，类比于Na2CO3，其溶液应呈什么性？ NaClO溶液呈碱性 NaClO中的氯为“＋1”价，可以降低变为“0”价或“－1”价而表现什么性质？ NaClO具有强氧化性 任务二：探究次氯酸钠消毒自来水的原因 请从类别和价态两个角度预测次氯酸钠的性质？ NaClO中的氯为“＋1”价，可以升高变为“+3”价“+5”价或“+7”价而表现什么性质？ NaClO具有还原性 紫色石蕊试液 淀粉碘化钾溶液 酸性高锰酸钾溶液 紫色石蕊试液变蓝 溶液变蓝 酸性高锰酸钾溶液褪色 供选试剂：“84”消毒液、淀粉碘化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、紫色石蕊试液 向装有5ml蒸馏水的试管中加入1ml紫色石蕊试液，在加入0.5ml"84"消毒液(1:50稀释液) 向试管中加入两滴管淀粉KI溶液，在加入4 滴"84"消毒液(1:50稀释液) 向试管中加入2ml的"84"消毒液(1:50稀释液)，然后加入1滴酸性高锰酸钾溶液 5 预测性质 NaClO溶液呈碱性 NaClO具有强氧化性 NaClO具有还原性 试剂 紫色石蕊试液 淀粉、碘化钾溶液 酸性高锰酸钾溶液 预测实验现象 紫色石蕊试液变蓝 溶液变蓝 溶液褪色 步骤 向装有5ml蒸馏水的试管中加入1ml紫色石蕊试液，在加入0.5ml"84"消毒液(1:50稀释液) 向试管中加入两滴管淀粉KI溶液，在加入4 滴"84"消毒液(1:50稀释液) 向试管中加入2ml的"84"消毒液(1:50稀释液)，然后加入1滴酸性高锰酸钾溶液 实际实验现象 结论 实验探究： 试液变蓝 溶液变蓝 溶液不褪色 NaClO溶液呈碱性性； NaClO具有强氧化性 NaClO不具有还原性或还原性很弱 【分组实验要求】 一、为了取试剂准确，我为大家提供了1ml注射器来量取0.5ml"84"消毒液。 二、注意操作规范控制加入药品的量。 三、根据小组讨论实验方案进行实验，探究做好实验记录，完善实验表格。 四、实验结束后将废液倒入废液缸，其他用品归位 知识拓展：NaClO溶液呈碱性是因为NaClO溶液水解生成HClO和NaOH 【小组分工情况】 一、每个大组中有一个组长、三个实验操作员，每个实验操作员对应一个实验记录员作为一个小组；小组内的两个人课程结束后，要进行自评、互评打分，完成自评、互评评价量表。 二、每一次试验后大组内要进行实验整合，对实验进行组内总结，然后由组长汇报实验现象及实验结论。 6 剖析异常，抽丝剥茧 实验操作 实验现象 实验结论 1. 1.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加入石蕊试液为变蓝，吹入二氧化碳气体后褪色 2.试管2和试管3中次氯酸含量值分别为—— mg.L-1 NaClO + H2O + CO2 = NaHCO3 + HCIO 1.NaClO与碳酸反应生成氧化性更强的 。 思考：1.NaClO溶液中有HClO，为什么上述实验1中在"84"消毒液稀释液遇到紫色石蕊试液只变蓝没褪色？ 2.根据酸性H2CO3>HClO、NaClO溶液呈碱性，预测NaClO与碳酸能否反应？ 2.用次氯酸试纸分别测定试管2和试管3中次氯酸含量值。 2.次氯酸浓度小漂白性 HClO 弱 思考3：次氯酸钠能与二氧化碳、水反应生成次氯酸，结合次氯酸的不稳定性，思考一下含氯消毒剂和漂白剂的保存方法？ 思考4：自来水厂用次氯酸钠消毒时，会通过管道、清水池等设计确保消毒剂与水充分接触，接触时间需 ≥30分钟，确保充分杀菌的原因？ 含氯消毒剂和漂白剂，通常应避光并置于阴凉处密封保存 次氯酸钠和二氧化碳、水反应产生次氯酸，次氯酸是一种强氧化剂，能破坏细菌、病毒等微生物的细胞结构和蛋白质，使其失去活性，从而达到消毒的目的。 化学与生活：根据酸性HCl>H2CO3>HClO向“84”消毒液中加入洁厕灵（主要成分是盐酸）是否也能增强其消毒、漂白效果呢？ 此类中毒事件年年发生，安全意识绝不能松懈。希望同学们能将所学转化为行动，积极在社区宣传清洁剂安全知识，争做科学的传播者与安全的践行者，共同守护身边人的健康。 任务三：寻找更优消毒剂 资料1：早年科学家们就注意到Cl2、NaClO在消毒时生成的次氯酸，与腐殖酸等有机物发生氯取代反应，生成三氯甲烷类副产物，【国际癌症研究机构（IARC)将氯仿归为2B类致癌物】可能对人体致癌。所以需要寻找更优消毒剂。 思考1：那你知道更优质的自来水消毒剂应该具备什么特点？ 副产物少、毒性小、消毒能力强、成本低、安全性高等 资料2：经科学家不断研究发现，ClO2能对自来水消毒是通过氧化反应破坏微生物细胞结构，而非氯取代反应，因此几乎不生成有机卤代物其副产物仅为亚硝酸盐和氯酸盐。 任务四：了解ClO2能做自来水消毒剂原理及优、劣 含氯制剂 实际氯含量/% 纯制剂有效氯/% 消毒剂产品有效氯 对隐孢子虫灭活效率(CT值*） 对隐孢子虫灭活副产物毒性（LD50,大鼠） Cl2 100 100 >99.5% HClO:100mg.min/L 氯仿：908mg/kg NaClO 47.7 95.3 NaClO消毒剂：10%~12% Ca(ClO)2 49.6 99.2 票白粉：25%~38% ClO2 52.6 263 77.7~132.4g/L 15mg.min/L 亚氯酸盐：>5000mg/kg *注：CT值=消毒剂浓度×接触时间，值越小效率越高 通过以上资料可以得出Cl2 、NaClO、ClO2的以下性质的大小关系为： 有机卤代副产物： 消毒效果： 毒性： Cl2 >NaClO>ClO2 ClO2>Cl2>NaClO Cl2 >NaClO>ClO2 1987年广东、上海率先用二氧化氯消毒自来水 1944年美国首次采用二氧化氯处理饮用水试验 2000年我国卫生部明确提出，逐步用二氧化氯替代氯气和次氯酸钠进行饮用水的消毒。 到现在为止我国仍有百分之二十的自来水厂用液氯和次氯酸钠作为消毒剂。 1950年随着ClO2制备技术（氯酸盐加盐酸法）的成熟和对消毒副产物认识的深化，广泛采纳使用其对自来水消毒。 1811年英国化学家汉弗莱·戴维用硫酸将氯酸钾酸化制得二氧化氯气体 资料3：ClO₂在常温下为黄绿色有刺激性气味的气体，性质不稳定。当其在溶液中的浓度高于10%，或在空气中的体积分数超过10%时，容易发生爆炸，因此在制备过程中通常需要通入空气进行稀释。此外，二氧化氯易溶于水，溶解度是氯气的5倍，且在水中不与水发生反应，仅以溶解态存在于水体中。从资料来看，有些自来水厂不用ClO₂消毒自来水的原因是什么？ ClO2易爆炸不容易贮存和运输，必须现用现配。 资料4：亚氯酸钠（NaClO₂）与Cl₂反应法制备高纯度ClO2，但是亚氯酸钠价格昂贵，且反应过程中存在转化效率损失，造成了原料浪费。从资料来看，有些自来水厂不用ClO₂消毒自来水的原因是什么？ ClO2制备生产成本较高，转化效率损失，造成了原料浪费， 需复杂制备设备。 拓展：以下是一些新型自来水消毒剂的简化介绍： 随堂检测： 1.次氯酸钠是一种广泛使用的漂白剂、消毒剂。下列关于次氯酸钠说法错误的是（ ） A．实验室可用氯气与热的溶液反应得到NaClO B．NaClO的稳定性强于HClO，因此更容易保存 C．适当调低溶液的酸性，可增强其氧化性 D．向溶液中通入少量CO2，反应的离子方程式： A 2.在 2020 年抗击新型冠状病毒肺炎的战役中，化学品发挥了重要作用下列说法不正确的是（ ） A．喷洒医用酒精进行消毒可以起到良好的预防病毒的作用 B．二氧化氯泡腾片可以做环境消毒剂 C．84 消毒液和洁厕灵可以混合使用增强其杀菌消毒能力 D．硝酸铵制成的医用速冷冰袋利用了其溶于水吸热的性质 C 3.ClO2一种常用的自来水消毒剂。某研究小组用如图装置制备收集少量ClO2(夹持装置已略去)。 资料：①ClO2常温下为易溶于水而不与水反应的气体，水溶液呈深黄绿色，11℃时液化成红棕色液体。 ②制备ClO2的化学反应方程式为2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O (1)装置中，冰水浴的作用是_______。 (2)氢氧化钠溶液的作用_______。 对氯气进行尾气吸收，防止污染空气 冰水浴的目的是降低温度，使制得的ClO2冷凝为液体，收集ClO2； 课后作业 1.你对未来绿色消毒剂的开发研究有哪些建议？ 2.调查本地自来水厂消毒剂使用情况，撰写报告分析其选择依据。 3.根据个人情况完成分层训练 A、B 谢 谢！ $