資源簡介

(共19張PPT)
探索物質轉化的一般規律
——從消毒劑說起
1774年
用漂白粉作為感染創傷的治療和飲用水的消毒
一戰期間，用次氯酸鈉溶液作為創傷傷口的抗菌劑
用亞氯酸鈉（NaClO2）制得二氧化氯（ClO2），作為新型的消毒劑、漂白劑
舍勒將軟錳礦（MnO2）濃鹽酸共熱得到氯氣，發現水溶液對紙張、花有永久性的漂白作用
1820年
一戰期間
1940年
消毒劑廣泛應用于農業生產、醫療衛生、食品安全、水處理等領域
常見消毒劑簡介
1970年
高鐵酸鉀（K2FeO4）作為一種高效、無毒的消毒劑，用于飲用水、工業水處理
任務一：再探氯氣的實驗室制備
實驗室制氯氣：MnO2+4HCl(濃) = MnO2+Cl2↑+2H2O
問題1：反應一段時間后，混合物中殘留MnO2和鹽酸，但不再產生氯氣，為什么？
事實一：
MnO2(s)+4HCl(稀)，加熱
不反應
事實二：
MnO2(s)+4HCl(濃)，不加熱
不反應
任務一：再探氯氣的實驗室制備
實驗室制氯氣：MnO2+4HCl(濃) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
思考：若要用較稀的鹽酸（如3mol/L），在常溫下就制得氯氣。
你有什么建議
任務一：再探氯氣的實驗室制備
思考：“酸性高錳酸鉀溶液”，是在高錳酸鉀溶液中滴加某種酸溶液以增強高錳酸根的氧化性。能否選擇鹽酸？
KMnO4 + HCl MnCl2+Cl2↑+KCl+H2O
+7 -1 +2 0
實驗室制氯氣：MnO2+4HCl(濃) = MnCl2+Cl2↑+2H2O
問題2：常溫下，能否用KMnO4固體和濃NaCl溶液反應得到Cl2？
KMnO4(s)+NaCl(濃) Cl2
KMnO4(s)+NaCl(濃) +H2SO4（較濃） Cl2
MnO4- + H++ Cl- Mn2++Cl2↑+H2O
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
問題3：氯水有殺菌、消毒、漂白功能是因為存在HClO。
如何獲取HClO？
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
NaClO
HClO
飽和NaCl溶液
NaOH
Cl2
H2
電解
（必修1p51課后練習T5；
選擇性必修1第4章）
用次氯酸鈉制次氯酸的優點：低成本、技術成熟、使用方便
廣泛使用：水體消毒（飲用水、污水、游泳池）、環境消毒（醫院、家用）等
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
問題4：高濃度的次氯酸具有更強的殺菌消毒漂白的能力，如何在短時間內獲得較高濃度的次氯酸？
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
問題4：高濃度的次氯酸具有更強的殺菌消毒漂白的能力，如何在短時間內獲得較高濃度的次氯酸？
分組實驗：
三支試管中分別滴加2滴管NaClO溶液和3滴紫色石蕊試液
伸入吸管，
手握端口，
輕輕吹氣
稀鹽酸1滴
用鑷子夾住淀粉碘化鉀試紙，濕潤后，小心伸入3號試管口
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
問題5：根據前面分析，請解釋為什么氯氣和水的反應不能徹底進行？
思考：Cl-、ClO-能在溶液中大量共存嗎？
任務二：探究獲取次氯酸的路徑
+1
0
-1
氫化物 單質 氧化物 酸 鹽 物質類別
HCl
Cl2
Cl-
HCl
ClO-
HClO
化合價
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
問題6：根據價類圖，討論制備四氧化三鐵可能的路徑
化合價
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
資料卡片1：四氧化三鐵制備的有關文獻
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
資料卡片1：四氧化三鐵制備的有關文獻
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
資料卡片2：表示氧化性（還原性）、酸性的物理量
“標準電極電勢”可以定量描述不同微粒氧化性或者還原性的強弱。
“電離平衡常數”可以定量的描述不同酸的酸性強弱。
物質轉化的一般規律：”一張圖，兩個視角，三個因素”
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
資料卡片3：高鐵酸鉀（K2FeO4）
高鐵酸鉀是一種高效、安全的水處理劑，具有殺菌、消毒、絮凝作用，能去除水中臭味物質、控制藻類污染，其氧化性比高錳酸鉀更強。
任務三：探討獲取新物質的可能途徑
氧化劑/還原產物 標準電極電勢（V） （酸性 298K 1mol/L） 氧化劑/還原產物 標準電極電勢（V）
（堿性 298K 1mol/L）
FeO42- Fe3+ 2.20 FeO42- Fe(OH)3 0.72
HClO Cl- 1.63 ClO- Cl- 0.89
堿性條件： 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O
酸性條件：2FeO42-+3Cl-+10H+=2Fe3++3ClO-+5H2O
尋找合適的氧化劑、條件，制備高鐵酸鉀：
問題解決：
根據價類圖，查閱資料，討論獲得二氧化氯（ClO2）的路徑。
+7
+5
+4
+3
+1
0
-1
氫化物 單質 氧化物 酸 鹽 物質類別
HCl
Cl2
Cl-
HCl
ClO-
HClO
Cl2O
ClO2-
HClO2
Cl2O3
ClO2
ClO3-
HClO3
Cl2O5
ClO4-
HClO4
Cl2O7
物質類別
氧化物--酸（堿）---鹽
元素價態
氧化還原規律
探索物質轉化的一般規律
反應物選擇：微粒種類
條件的選擇：濃度、溫度、酸堿性…
綜合考慮：安全、成本、環保等
要素
視角
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