氧化还原反应教学设计
长泾中学 陈林
锐问睿学:
1.你知道的含氯消毒剂有哪些?
2.含氯消毒剂的杀菌原理是什么?
3.含氯消毒剂的杀菌效果怎么样?
4.如何制备含氯消毒剂?
5.如何使用含氯消毒剂?
......
我思我学:
思考1:氯元素的最低价-1价,最高价+7价,价类二维图中呈现许多含氯元素的物质,含氯消毒剂一般指溶于水生成次氯酸的消毒剂,那么我们熟悉的含氯消毒剂有哪些呢?
我们所熟悉的Cl2,用于自来水杀菌消毒,就是利用氯气与水反应生成的HClO的强氧化性进行杀菌消毒,漂白粉的有效成分Ca(ClO)2,它的漂白原理也是利用生成HClO的强氧化性进行杀菌消毒。
思考2:除了上述两个物质,像NaClO、ClO2等都能用于杀菌消毒,他们的杀菌效果怎么样?
资料卡:“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力。有效氯含量越高,消毒剂的消毒能力越好。通常所说的含氯消毒剂中的“有效氯含量”,并非指氯的含量,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
精练深学:
思考3:NaClO、ClO2的有效氯含量是多少呢?
推演:根据得失电子守恒,NaClO、ClO2与Cl2进行杀菌消毒时都转化为Cl-,每克NaClO得到的电子数也就是74.5(1) mol×2e-与Cl2的得电子数相等,即74.5(1) mol×2e-=n(Cl2) ×2e-,可以算出n(Cl2) = 74.5(1) mol,则NaClO的有效氯含量为74.5(1) mol×71 g·mol −1=0.95。
同理,可以计算得出ClO2的有效氯含量为2.63。
思考4:可以看出ClO2的有效氯含量比NaClO的大,说明ClO2的消毒能力强,是不是化合价越高氧化性越强呢?
拓展视野:
资料显示,随着浓度、温度、pH等条件的改变,物质的氧化性、还原性会发生改变。
思考5:如何制备这些含氯消毒剂?
Cl2的实验室制法与工业制法都是大家熟悉的,在实验室制法中,从氧化还原角度分析得失电子情况、氧化性强弱情况,让学生明白电解反应也是氧化还原反应,电解会让一些非自发的氧化还原反应发生。
思考6:再从价类二维图中分析NaClO的可能制备方法。家庭用电解饱和食盐水法如何制备84消毒液呢?思考电源的正负极,并写出电极反应式。
思考7:含氯消毒剂在生活中有着广泛的用途。其中 ClO2气体是一种高效、广谱的杀菌消毒剂,可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反应制得,反应产物有Na2CO3、ClO2和CO2,写出该反应的化学方程式。
总结归纳:陌生方程式书写的方法。
慧思会学:
思考8:如何使用含氯消毒剂呢?工业生产、生活中使用含氯消毒剂的依据有哪些?
原料、安全性、稳定性、持效性、绿色等等都是要考虑的因素。
展望未来:从人类生产使用含氯消毒剂的进程来看,未来在使用含氯消毒剂上更高效更安全。
模型建构: