高三复习含氯消毒剂张颖课件

基于项目学习的高三化学教学——含氯消毒剂消毒效果的研究北京丰台二中化学组张颖2016.12.1北京师范大学与北京丰台二中合作项目促进学生学科核心素养与关键能力发展的教学改进研究基于项目学习的高三化学教学北京丰台二中化学组张颖2011液氯消毒液氯消毒有上百年的历史，也是迄今为止最常用的方法原水液氯消毒液氯消毒有上百年的历史，原水2液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素如何提高液氯消毒的效果？液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素如何提高液氯3反应生成的HClO体积小,具有很强的穿透力,迅速穿过微生物的细胞膜进入生物体内,破坏其多种酶系统，主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被破坏，使之失去活力而死亡。一般含巯基-SH物质具有臭味，弱酸性、易被氧化。ClO-虽然也是具有杀菌能力的有效氯,但带有负电,难于接近带负电的细菌表面,根据对大肠杆菌的实验,次氯酸(HClO)的杀菌效率比次氯酸离子(ClO-)高约80倍。资料1：反应生成的HClO体积小,具有很强的穿透力,迅速穿过微生4次氯酸是弱电解质,其离解程度取决于水温和水的pH值。随着pH值的增高,HClO、ClO-含量发生变化如下表：资料2：次氯酸是弱电解质,其离解程度取决于水温和水的pH值。随着5许多消毒剂在温度低时,反应速度缓慢,影响消毒效果,甚至不能发挥消毒作用。通常温度升高消毒速度会加快,药物的渗透能力也会增强,可显著提高消毒效果,消毒所需要的时间也可以缩短。液氯消毒控制在温度30℃左右。资料3：许多消毒剂在温度低时,反应速度缓慢,影响消毒效果,甚至不能发6资料4：液氯消毒后的水，不能直接饮用，需要对余氯进行检测，如果余氯超标，需用S02、Na2SO3或活性炭脱氯。但是，不能把所有Cl2全部去除，必须保证一定的余氯，防止出现细菌再繁殖，进而维持水中的消毒效果。资料4：液氯消毒后的水，不能直接饮用，需要对余氯进行检测，如7从1974年发现氯消毒会产生具有致突变和致癌性的三氯甲烷,是原水中的一些天然有机物和Cl2发生取代反应产生。大量流行病学调查证明,长期饮用氯消毒的水会增加人们得癌症的危险。资料5：从1974年发现氯消毒会产生具有致突变和致癌性的三氯甲烷,8二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙色的气体，易溶于水，溶解度是氯气的5倍，具有很强的杀菌效果，消毒效果优于氯，在消毒过程中受pH影响不大，且不会产生三氯甲烷致癌物。ClO2细菌无机物(Fe2+，Mn2+，CN-，S2-)有机物原水二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙色的气体，易溶于水，溶9ClO2细菌无机物(Fe2+，Mn2+，CN-，S2-)有机物原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒效果检测消毒效果如何设计实验方案？ClO2细菌原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒10科研人员设计的方案：去除亚铁效果实验ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L-1水样10L(pH=7.0)加入试剂后的浓度分别为0,1.5,3,7和14(×10-5mol·L-1)测定Fe2+浓度Fe2+去除率=原水中Fe2+浓度—出水2中Fe2+浓度原水中Fe2+浓度X100%10min20min3min20min邻菲罗啉遇Fe2+桔红色科研人员设计的方案：去除亚铁效果实验ClO2或Cl21出水211ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L-1水样10L(pH=7.0)加入试剂后的浓度分别为0,1.5,3,7和14(×10-5mol·L-1)测定Fe2+浓度Fe2+去除率=原水中Fe2+浓度—出水2中Fe2+浓度原水中Fe2+浓度X100%10min20min3min20min模拟去除亚铁实验ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)结果ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L12实验结果分析1.相同浓度的ClO2和Cl2

，ClO2对Fe2+的去除效果好于Cl22.相同Fe2+去除率，所用的浓度ClO2大于Cl2

1、处理Fe2+，ClO2最终变为Cl-已知：2、常温，

9×10-5mol·L-1Fe2+、Fe3+发生沉淀的pH范围：ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)实验结果分析1.相同浓度的ClO2和Cl2，ClO2对F13解释：

ClO2去除Fe2+效果好于Cl25Fe2++ClO2+13H2O

=5Fe(OH)3

+Cl-+11H+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-10e-～2CIO2～5Cl2ClO2与Fe2+反应速率更快ClO2与Fe2+反应程度更大，ClO2氧化性更强ClO2与Fe2+反应更多反应时间反应物的实际用量与理论用量解释：ClO2去除Fe2+效果好于Cl25Fe2++C14模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度经检测，ClO2处理后含有Fe(OH)3Cl2处理后不含有Fe(OH)3模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.15模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度利于Fe2+的去除某水库原水含有Fe2+，HCO3-，pH=7.5替换模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.16模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度经检测，Fe2+去除率56%硫酸铝ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.17消毒方面其他问题细菌无机污染物（还原性微粒）有机物ClO2Cl2强氧化性HClO强氧化性Cl2取代替换困难：ClO2的制备问题如何制备，如何稳定？消毒方面其他问题细菌ClO2Cl2强氧化性HClO强氧化性C18ClO2的制备问题以NaClO3为原料制备ClO2你有哪些方法？依据氯气的制备方法，分析：+5+4找还原剂：SO2、HCl、CH3OH、草酸、甲酸、N2H4、H2O2、NO2电解NaClO3溶液，用氮气或空气将ClO2鼓出ClO2的制备问题以NaClO3为原料制备ClO2你有哪些方19讨论：从原理的角度解释原因HCO3-哪来的？大气中CO2的溶解，岩石中CaCO3的溶解ClO2的通入到含有Fe2+和HCO3-溶液中如何反应？ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+

Fe2+和HCO3-能否共存？可能双水解，可能比较微弱（考虑浓度和程度）有氧化，有双水解讨论：从原理的角度解释原因HCO3-哪来的？大气中CO2的溶20液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素液氯消毒后饮用水的安全问题液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素液氯消毒后饮21ClO2细菌无机物(Fe2+，Mn2+，CN-，S2-)有机物原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒效果检测消毒效果如何设计实验方案？采用对比、变量控制的方式如何评价消毒效果的好坏?变量有哪些？如何控制变量？ClO2细菌原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒22基于项目学习的高三化学教学——含氯消毒剂消毒效果的研究北京丰台二中化学组张颖2016.12.1北京师范大学与北京丰台二中合作项目促进学生学科核心素养与关键能力发展的教学改进研究基于项目学习的高三化学教学北京丰台二中化学组张颖20123液氯消毒液氯消毒有上百年的历史，也是迄今为止最常用的方法原水液氯消毒液氯消毒有上百年的历史，原水24液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素如何提高液氯消毒的效果？液氯(细菌)原水液氯消毒的原理影响液氯消毒的因素如何提高液氯25反应生成的HClO体积小,具有很强的穿透力,迅速穿过微生物的细胞膜进入生物体内,破坏其多种酶系统，主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被破坏，使之失去活力而死亡。一般含巯基-SH物质具有臭味，弱酸性、易被氧化。ClO-虽然也是具有杀菌能力的有效氯,但带有负电,难于接近带负电的细菌表面,根据对大肠杆菌的实验,次氯酸(HClO)的杀菌效率比次氯酸离子(ClO-)高约80倍。资料1：反应生成的HClO体积小,具有很强的穿透力,迅速穿过微生26次氯酸是弱电解质,其离解程度取决于水温和水的pH值。随着pH值的增高,HClO、ClO-含量发生变化如下表：资料2：次氯酸是弱电解质,其离解程度取决于水温和水的pH值。随着27许多消毒剂在温度低时,反应速度缓慢,影响消毒效果,甚至不能发挥消毒作用。通常温度升高消毒速度会加快,药物的渗透能力也会增强,可显著提高消毒效果,消毒所需要的时间也可以缩短。液氯消毒控制在温度30℃左右。资料3：许多消毒剂在温度低时,反应速度缓慢,影响消毒效果,甚至不能发28资料4：液氯消毒后的水，不能直接饮用，需要对余氯进行检测，如果余氯超标，需用S02、Na2SO3或活性炭脱氯。但是，不能把所有Cl2全部去除，必须保证一定的余氯，防止出现细菌再繁殖，进而维持水中的消毒效果。资料4：液氯消毒后的水，不能直接饮用，需要对余氯进行检测，如29从1974年发现氯消毒会产生具有致突变和致癌性的三氯甲烷,是原水中的一些天然有机物和Cl2发生取代反应产生。大量流行病学调查证明,长期饮用氯消毒的水会增加人们得癌症的危险。资料5：从1974年发现氯消毒会产生具有致突变和致癌性的三氯甲烷,30二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙色的气体，易溶于水，溶解度是氯气的5倍，具有很强的杀菌效果，消毒效果优于氯，在消毒过程中受pH影响不大，且不会产生三氯甲烷致癌物。ClO2细菌无机物(Fe2+，Mn2+，CN-，S2-)有机物原水二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙色的气体，易溶于水，溶31ClO2细菌无机物(Fe2+，Mn2+，CN-，S2-)有机物原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒效果检测消毒效果如何设计实验方案？ClO2细菌原水Cl2或实验目的：比较Cl2和ClO2的消毒32科研人员设计的方案：去除亚铁效果实验ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L-1水样10L(pH=7.0)加入试剂后的浓度分别为0,1.5,3,7和14(×10-5mol·L-1)测定Fe2+浓度Fe2+去除率=原水中Fe2+浓度—出水2中Fe2+浓度原水中Fe2+浓度X100%10min20min3min20min邻菲罗啉遇Fe2+桔红色科研人员设计的方案：去除亚铁效果实验ClO2或Cl21出水233ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L-1水样10L(pH=7.0)加入试剂后的浓度分别为0,1.5,3,7和14(×10-5mol·L-1)测定Fe2+浓度Fe2+去除率=原水中Fe2+浓度—出水2中Fe2+浓度原水中Fe2+浓度X100%10min20min3min20min模拟去除亚铁实验ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)结果ClO2或Cl21出水2含Fe2+9×10-5mol·L34实验结果分析1.相同浓度的ClO2和Cl2

，ClO2对Fe2+的去除效果好于Cl22.相同Fe2+去除率，所用的浓度ClO2大于Cl2

1、处理Fe2+，ClO2最终变为Cl-已知：2、常温，

9×10-5mol·L-1Fe2+、Fe3+发生沉淀的pH范围：ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)实验结果分析1.相同浓度的ClO2和Cl2，ClO2对F35解释：

ClO2去除Fe2+效果好于Cl25Fe2++ClO2+13H2O

=5Fe(OH)3

+Cl-+11H+2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-10e-～2CIO2～5Cl2ClO2与Fe2+反应速率更快ClO2与Fe2+反应程度更大，ClO2氧化性更强ClO2与Fe2+反应更多反应时间反应物的实际用量与理论用量解释：ClO2去除Fe2+效果好于Cl25Fe2++C36模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度经检测，ClO2处理后含有Fe(OH)3Cl2处理后不含有Fe(OH)3模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.37模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度利于Fe2+的去除某水库原水含有Fe2+，HCO3-，pH=7.5替换模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.38模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.0mg·L-1水样10L(pH=7.0)测定Fe2+浓度经检测，Fe2+去除率56%硫酸铝ClO2或Cl2浓度(×10-5mol·L-1)模拟去除亚铁实验反思ClO2或Cl21出水2含Fe2+5.39消毒方面其他问题细菌无机污染物（还原性微粒）有机物ClO2Cl2强氧化性HClO