氧化还原与消毒
第7章 氧化还原
7.1概述
7.1.1氧化剂和消毒方法 1、氧化剂 氧化剂是一种能氧化其他物质而本身被还原的物质。 氧化还原方法常被用于去除水中的致病微生物以及有机或无 机污染物等。 非金属单质氧化剂:如F2、O2、Cl2、Br2、I2、N2、S等； 金属的阳离子氧化剂:如Fe3+、Ag+、Cu2+等； 弱氧化性酸:如盐酸、稀硫酸等； 强氧化性酸:如浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、HClO、 KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、Na2O2、MnO2等。
7.2.3氯化消毒副产物
氯消毒的副产物500种以上，主要有三卤甲烷（THM）,即一氯二溴甲 烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等。 卤乙酸（HAA）：一共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、 二溴乙酸）。 目前主要控制技术：强化混凝（大分子有机物）、粒状活性炭吸附（小 分子有机物）及膜过滤。
S主要做氧化剂；Fe2+、SO2主要做还原剂。
既可做氧化剂又可做还原剂： 例如，Na2O2、H2O2、S、SO2等，但它们以一种性质为主，Na2O2、H2O2、
2、消毒方法 O2 Cl2 1.35V ClO2 1.50V KMnO4 1.62V （破坏有机物的不饱和键） H2O2 1.77V （高级氧化） O3 2.07V （杀菌能力强氯的几百倍） 高温 紫外线
2、高锰酸钾在水处理中的应用 1)高锰酸钾去除消毒副产物前驱物质 预处理能有效地去除污染水中的多种有机污 染物，降低水的致突变性。此外，还能显著地控 制氯化消毒副产物，使水中有机污染物的数量和 浓度均有显著地降低，水的致突变性由阳性转变 为阴性或接近阴性。如有效地破坏氯化消毒副产 物氯仿和四氯化碳的前驱物质。 2）高锰酸钾预处理助凝作用 氧化过程中生成的新生态水合二氧化锰等 中间 产物具有很高的活性，能够通过吸附作用促进絮 体的成长形成以新生态水合二氧化锰为核心的密 实絮体。
水的化学处理中和混凝化学沉淀氧化还原消毒
• 高山上水溶解了大量石灰岩的碳酸钙物质。 因水温和压力降低，溶解于水中的碳酸钙
又结晶析出，淀积于植物的概茎、倒木或 落地枯枝上，日积月累，形成了高 10 余厘 米至 2 米不等的坚固的碳酸钙围堤。
按生成的沉淀物的化学类型分为：
1、氢氧化物沉淀法 2、硫化物沉淀法 3、钡盐沉淀法 4、碳酸盐沉淀法 5、铁氧体沉淀法
(2)不利成分:
磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子影响高分子 絮凝作用。氯、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性 物质不利于混凝。
影响混凝的因素（有哪些？）
（二）混凝剂的影响
（重点）
①混凝剂种类 混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、及浓度。 胶体ξ电位高，应投加无机混凝剂使其脱稳凝聚；絮体细小，须投 加高分子混凝剂或配合使用助凝剂。
优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低浊度水效果比铝盐 好，适宜的pH值范围较宽；
缺点：FeCl3容易吸水潮解，故不易保管；腐蚀性强，对混凝土也产 生腐蚀作用；残留水中的Fe2+会使处理后的水带色。
混凝剂与助凝剂
③无机高分子混凝剂 聚合氯化铝 (碱式氯化铝，简称PAC) 化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,式中n≤5，m≤10。
为确定最佳的工艺条件，一般情况下，可以用烧杯搅 拌进行混凝的模拟实验。
混凝剂和助凝剂
• 包括传统无机混凝剂、无机高分子混凝剂和有机混凝剂等。 • （一）传统无机混凝剂
① 铝盐 硫酸铝（Al2(SO4)3•18H2O） 明矾（K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O）（有抗菌作用、收敛作用，膨松剂）
11氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法22硫化物沉淀法硫化物沉淀法33钡盐沉淀法钡盐沉淀法44碳酸盐沉淀法碳酸盐沉淀法55铁氧体沉淀法铁氧体沉淀法二二氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀与氢氧化物沉淀与phph值有很大的关系金属氢氧化物的生值有很大的关系金属氢氧化物的生成条件和存在状态与溶液的成条件和存在状态与溶液的phph值有直接关系
污水处理中氧化还原消毒技术研究
污水处理中氧化还原消毒技术研究氧化还原消毒技术是一种常用于污水处理的技术，通过氧化和还原反应，能够有效去除污水中的有机物质和微生物，达到消毒的目的。
氧化还原消毒技术在污水处理领域得到了广泛应用，本文将对其进行深入研究。
一、基本原理氧化还原消毒技术依靠氧化还原反应来杀灭污水中的有机物质和微生物。
氧化是指通过氧化剂向某种物质提供氧原子，使得该物质发生氧化反应。
还原是指通过还原剂将某种物质的氧原子移除，使得该物质发生还原反应。
在氧化还原消毒技术中，常用的氧化剂有臭氧、次氯酸钠等，常用的还原剂有二氧化硫等。
二、臭氧氧化消毒技术臭氧氧化消毒技术是一种常用的氧化还原消毒技术。
臭氧是一种强氧化剂，能够分解有机物质和杀灭微生物。
在臭氧氧化消毒技术中，臭氧气体首先通过臭氧发生器产生，并注入到污水中。
臭氧气体会与污水中的有机物质进行氧化反应，将其转化为无机物质，从而去除有机污染物。
此外，臭氧也能够杀灭污水中的细菌、病毒等微生物，达到消毒的效果。
臭氧氧化消毒技术具有操作简单、效果良好的特点。
但是，臭氧氧化消毒技术对设备要求较高，需要配备臭氧发生器等设备，造成投资成本较高。
同时，臭氧氧化消毒技术对操作人员的安全意识要求较高，因为臭氧气体具有一定的毒性。
三、次氯酸钠还原消毒技术次氯酸钠还原消毒技术是一种常用的还原消毒技术。
次氯酸钠（NaClO）是一种强氧化剂，能够分子构造改变和杀灭微生物。
在次氯酸钠还原消毒技术中，次氯酸钠首先通过电解产生，并溶解在污水中。
次氯酸钠溶液会与污水中的有机物质发生还原反应，将其转化为无机物质，从而去除有机污染物。
同时，次氯酸钠还能够杀灭污水中的微生物，如细菌、病毒等。
次氯酸钠还原消毒技术具有设备简单、成本较低的特点。
其操作简单方便，适用范围广泛。
然而，次氯酸钠还原消毒技术也存在一定的问题，如次氯酸钠溶液的储存和运输过程中会有一定的危险性，需要加强安全管理。
四、前景展望随着社会的发展和环境保护意识的提高，氧化还原消毒技术在污水处理中的应用前景广阔。
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
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一、教学目标1．能够从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂的性质。
2．学会从生活实际问题中提炼化学问题，利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。
3.通过实验设计及实施，培养学生实验设计的能力和由现象探求本质的科学思维方法，发展“证据推理与模型认知”的核心素养。
4.通过解读84消毒液说明，再强化合理使用化学品的意识，能够正确安全地使用含氯消毒剂，培养学生从生活中学化学、到生活中用化学的意识。
二、教学分析1.教材分析含氯消毒剂是高中化学中的经典素材。
本部分内容是在学习了氧化还原反应、氯气和次氯酸性质的基础上，以84消毒液性质的探究为例来学习次氯酸盐的性质，发展基于氧化还原的“宏观辨识与微观探析”，提升研究陌生物质的实验探究能力。
通过对84消毒液使用说明的解读，形成合理使用含氯消毒剂的意识和能力。
2.学情分析在此内容之前学生已学习了氧化还原反应、氯气的性质、次氯酸的性质等，这些内容对含氯消毒剂组成和性质的学习起到了铺垫和支撑作用。
在钠及氯气的学习中，学生已经知道研究物质性质的一般思路和方法。
这也是本节课主要的研究思路。
3.教学重点、难点重点：84消毒液的性质难点：84消毒液的杀菌消毒、漂白原理4．教学设计思路三、教学过程1.氧化性：方案一：取5滴FeSO4溶液小试管内，再加入2滴KSCN无现象，再加入3滴NaClO溶液，出现血红色。
证明有氧化性。
方案2：取一块淀粉-碘化钾试纸放于小试管中，滴加一滴NaClO溶液，试纸变蓝（后褪色）在调节一下浓度2.漂白性：取一块红纸放于小试管中，滴加一滴NaClO溶液，试纸褪色3.碱性：取一块PH试纸放于小试管中，滴加一滴NaClO溶液，试纸变蓝后褪色。
（明天试一下酚酞）3.与强酸反应生成HClO设立对照实验：两个试管中分别滴加5滴84消毒液，一个试管中滴加两滴稀硫酸。
同时向两个试管中放入红纸，滴有稀硫酸的褪色快且效果好。
水质工程学 第八章氧化还原与消毒
水质工程学 1 第 8 章 氧化还原与消毒
氯库和加氯间 加氯间和氯库位置除了靠近投氯点外，还应位于主导风向下游，且需与经常有人值 班的车间隔开。
加氯间及氯库内需设置一系列的安全报警、事故处理等措施。 建筑上的通风，照明、放火、保温应特别注意。规范中还有一些具体的规定和要求。
水质工程学 1 第 8 章 氧化还原与消毒
水质工程学 1 第 8 章 氧化还原与消毒
一、氯消毒原理
氯化消毒的基本原理 氯的杀菌机理：氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同
时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、核糖核酸 (RNA) 和 (DNA) 脱氧核糖核酸等物质释出，并影响多种酶系统 ( 主要是磷酸葡萄糖去氢酶 的巯基被氧化破坏 ) ，从而使细菌灭活。
水质工程学 1 第 8 章 氧化还原与消毒
储运注意事项：储存在阴凉、通风的库房内，且专库专储 , 切勿与易燃、易爆及氨气 共储混运，库温不超过 35℃ ，防止日光照射，包装上应有按铁道部《危险货物运 输规则》（编号 23002 ， UN1017 ）规定的明显“ 氯” 及“有毒压缩气体有 毒压缩气
体”标志。
水质工程学 1 第 8 章 氧化还原与消毒
五、氯化消毒副产物 有机物余氯生成有机氯化物，三氯甲烷。 我国新生活饮用水卫生标准三氯甲烷（ THMS ）浓度不超过 0.06 （ mg/mg/LL ），包
括：氯仿、溴仿、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷四种物质。 1993 年美国制定的消毒剂—— 消毒副产物方案中建议： THMS 80μg/Lg/mg/LL 。 • 卤乙酸（ HAAS ）：一共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二
HOCl 和 OCl- 的比例与水中温度和 pH 有关。 pH 高时， OCl- 较多。 氯对消毒有效的三种形态： CL2 、 HOCL 、 OCL- 统称为有效氯，在上述方程中平
高锰酸钾的功能主治是
高锰酸钾的功能主治是高锰酸钾（化学式：KMnO4）是一种常见的化学物质，它具有多种功能和主治。
以下将详细介绍高锰酸钾的功能和主治。
1.消毒杀菌：高锰酸钾可以在水中迅速溶解，形成紫色溶液。
这种溶液具有强烈的氧化性，可以杀灭细菌、病毒和其他微生物。
因此，高锰酸钾经常被用作消毒剂，在医疗、卫生、食品加工等领域广泛应用。
2.去除异味：高锰酸钾可以有效去除水中的异味。
它能够氧化和分解各种有机物，包括硫化物、胺类物质等，从而消除水中的臭味。
3.水处理：高锰酸钾可以被用于水处理过程中。
它可以氧化水中的有机物质、重金属离子和其他污染物，并将它们转化为无害的物质。
因此，高锰酸钾被广泛应用于工业废水处理和自来水净化过程中。
4.氧化还原反应：高锰酸钾具有较强的氧化能力，可以在化学反应中起到催化剂的作用。
它可以氧化不饱和化合物、醛、酮等有机物，促使它们发生反应。
同时，高锰酸钾还可以还原一些金属离子，将其从高价态还原为低价态。
5.医疗应用：高锰酸钾在医学领域也有一定的应用。
它可以用于治疗一些皮肤疾病，如真菌性皮肤感染、湿疹等。
高锰酸钾溶液具有杀菌和消炎的作用，可以有效缓解皮肤症状。
6.实验室应用：高锰酸钾是实验室中常用的试剂之一。
它可以用于分析化学、有机合成等各种实验中。
高锰酸钾溶液的颜色具有强烈的吸光性，可以用于测定溶液中某些物质的浓度。
总结：高锰酸钾是一种多功能的化学物质。
它的主要功能包括消毒杀菌、去除异味、水处理、氧化还原反应、医疗应用和实验室应用等。
高锰酸钾的广泛应用使其成为一个非常重要的化学物质。
然而，在使用高锰酸钾时需要注意其强氧化性和腐蚀性，防止不必要的危险。
6 氧化还原与消毒
6.3.3 臭氧与有机污染物间的反应动力学
臭氧与有机污染物间的反应速度是判定其除污染效能 的一个重要的指标。对水中某一种有机污染物Mi其与臭氧 间的反应可写成：
臭氧直接氧化产物
K1i
O3+Mi
K2i
OH·（链反应引发）
2. 水中含有氨氮
当水中有氨存在时，会发生如下反应：
NH3 + HOCl NH2Cl + H2O
（3）
NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O
（4）
NHCl2 + HOCl NCl3 + H2O
（5）
反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关：
PH>9，一氯氨占优势
PH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在
➢ 二氧化氯的消毒作用
二氧化氯作消毒剂的优点：
（1）广谱杀菌性。 （2）不会与水中有机物作用生成三卤甲烷，不会生成氯酚。 （3）ClO2余量能在管网中保持很长的时间，即衰减速度比氯慢。 （4）ClO2不水解，消毒效果受pH影响较小。 （5）能去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质。 （6）成本虽然高于氯但却低于臭氧。
代物生成 c) 可将致癌物质苯并芘氧化成无致癌活性的醌式结
构
二氧化氯的优点是氯化消毒副产物的浓度显著降低
，但二氧化氯与水中还原性成分作用也会产生一 些列副产物。
➢ 二氧化氯的消毒作用
消毒机理：
一般认为，二氧化氯在与微生物接触时通过一些列过程起到消 毒作用：首先附着在细胞壁上，然后穿过细胞壁与含巯基的 酶反应而使细胞死亡。ClO2的投加量约为1.0～2.0 mg/L。
氧化还原反应复习的项目式教学设计与实施探秘“84”消毒液
氧化还原反应复习的项目式教学设计与实施探秘“84”消毒液一、概述《氧化还原反应复习的项目式教学设计与实施探秘“84”消毒液》这篇文章旨在通过项目式教学方法，引导学生深入理解和掌握氧化还原反应的基本概念和应用。
项目式教学是一种以实际问题或项目为核心，让学生在解决问题的过程中主动学习和探索的教学方式。
本文将结合“84”消毒液这一日常生活中的常见物品，设计并实施一个氧化还原反应复习的项目，让学生在实践中复习和巩固相关知识，提高分析问题和解决问题的能力。
“84”消毒液作为一种常见的消毒用品，其消毒原理涉及氧化还原反应。
通过这一项目，学生将了解“84”消毒液的主要成分、消毒原理以及使用注意事项，从而深入理解氧化还原反应在实际生活中的应用。
同时，通过亲手制作“84”消毒液并观察其消毒效果，学生将能够更直观地感受氧化还原反应的魅力，增强对化学学科的兴趣和热爱。
本文将详细介绍项目式教学的设计思路、实施过程以及学生在项目中的具体表现和收获，以期为其他化学教师提供有益的参考和借鉴。
通过这一项目的实施，我们期望学生能够更加深入地理解氧化还原反应的概念和应用，提高化学学科的学习兴趣和成绩，同时培养学生的实践能力和创新精神。
1. 氧化还原反应在化学中的重要性在化学中，氧化还原反应是一种极其重要的反应类型，不仅构成了许多自然现象和化学过程的基础，而且在实际应用中发挥着至关重要的作用。
氧化还原反应的本质在于化学物质中电子的转移和重新分配，这种电子的转移导致了一种物质被氧化，而另一种物质被还原。
这种反应广泛存在于我们的日常生活中，从燃烧、电池工作，到细胞呼吸等生命活动，再到金属的冶炼和提纯等工业过程，都涉及到了氧化还原反应。
氧化还原反应是能量的重要来源。
许多氧化还原反应是放热反应，可以释放出大量的能量。
例如，燃烧就是一种氧化还原反应，燃料物质被氧化，释放出大量的热能，这种反应被广泛应用于火箭发动机、汽车发动机、燃气灶等设备和生活中。
酚类消毒原理
酚类消毒原理
酚类消毒剂是一种常见的消毒剂，它可以灭杀细菌、病毒等微生物，确保物品和设施
的卫生安全。
酚类消毒剂的消毒原理可以分为几个方面：
1. 蛋白质变性：酚类消毒剂可以改变微生物细胞的分子构造，并使其中的蛋白质变性。
由于蛋白质是微生物细胞最基本的构成成分之一，这种变性可以破坏细胞内的结构，
使其失去生存能力。
2. 膜损伤：酚类消毒剂还可以破坏微生物细胞的生物膜，这是一种由脂质和蛋白质
组成的外层结构。
生物膜是微生物细胞的保护层，它可以控制细胞内部物质的进出，并防
止外来物质的入侵。
酚类消毒剂可以破坏这种保护层，导致微生物细胞的死亡。
3. 氧化还原反应：酚类消毒剂还可以通过氧化还原反应杀死微生物。
在这种反应中，酚类消毒剂会将微生物的代谢产物或细胞组分与氧气或氯气等氧化剂结合，形成氧化物，
使微生物无法生存。
总之，酚类消毒剂的消毒原理是多种多样的，但它们都可以破坏微生物细胞的分子结
构和功能，杀死微生物。
在使用酚类消毒剂时，需要掌握正确的使用方法和浓度，以确保
消毒效果并避免对人体和环境造成损害。
水污染控制工程-污染物化学转化技术(2)-沉淀、氧还、消毒
谢
常用消毒方法有： 物理法：加热、紫外线、辐射。
化学法：投加化学药剂－氯、臭氧、二氧化氯等）
三、化学消毒法－3.2氯消毒
氯消毒是最常用的消毒方法 优点：成本低、操作管理方便，有保护性含氯。
缺点：可能产生致癌物。
3.2.1、基本原理
3.2.2、投氯量与投氯点
3.2.3、氯化消毒注意事项
3.2.1基本原理
污染物的化学转化技术（2）
一、化学沉淀法 二、氧化还原法 三、化学消毒法
一、化学沉淀
－概述
－氢氧化物沉淀法
－硫化物沉淀法
－ 其他方法
一、化学沉淀法－概述
•定义：向水中投加化学药剂，使它与废水中某些溶解性物
质发生反应，生成难溶沉淀物并进行固液分离的方法称为化 学沉淀法。一般用于处理含金属离子的工业废水。
3.2.1基本原理
名称 存在时的pH值
5~8.5， pH大于9占优势
5~8.5，pH小于6.5 占优势
消毒作用 有作用，安全性有效氯 作用较强 作用极差，不溶于水
气味
NH2Cl NHCl2 NCl3
一氯胺 二氯胺 三氯胺
轻微 有臭味 臭味严重
<4.4
当pH＝7时，一氯胺与二氯胺近似相等。
3.2.2投氯量与投氯点
1、氯气易溶于水，根据水质条件可分为两种情 况讨论
a、水中无氨时 Cl2 + H2O HOCl HOCl + H+ + ClOCl- + H+
HOCl，OCl-都具氧化能力，称为自由性 （游离）有效氯。消毒的主要有效成分是HOCl。
3.2.1基本原理
b、水中含有氨
Cl2水解产生的HOCl与NH3生成氯胺，其成分 视水的pH值及Cl2和氨含量的比值等而定。 NH3 + HOCl NH3 + 2HOCl NH3 + 3HOCl NH2Cl + H2O NHCl2 + 2H2O NCl3 + 3H2O
高三化学实验专题复习 运用氧化还原反应原理探究消毒剂的科学使用 学案
运用氧化还原反应原理探究消毒剂的科学使用【学习目标】1.通过家用消毒剂初体验，提高实践能力，培养热爱劳动的好习惯2.通过从物质类别和核心元素化合价两个角度认识家用消毒剂，培养化学思维，发展证据推理与模型认知的核心素养3.通过消毒剂氧化性还原性的探究，掌握氧化还原理论，发展宏观辨识与微观探析的核心素养4.通过实验方案的设计与实施，提高合作能力，发展实验探究与创新意识的核心素养5.通过探究消毒剂的科学使用，提高安全意识，能从化学的视角解决生活中的问题，发展科学态度与社会责任的核心素养【学法指导】理论与实践相结合、宏观现象与微观本质相对应、小组合作与个人思考相补充【学习过程】任务一：家用消毒剂初体验课前作业：同学们家里有哪些消毒剂？你尝试使用消毒剂完成一项家务，以小视频或图片的形式记录下来，在课堂上展示。
任务二：认识家用消毒剂1.家用消毒剂有效成分及分类写出下列消毒剂有效成分的化学式84消毒液双氧水碘伏（碘酒/碘酊）75%的酒精C2H5OH 高锰酸钾消毒片滴露消毒液以上消毒剂的有效成分可以按照不同的分类依据进行分类（1）依据是否含有碳元素有机物：酒精、滴露消毒液无机物：84消毒液、高锰酸钾消毒片、双氧水、碘伏（碘酒/碘酊）（2）依据元素组成分类，其中属于单质的是，属于化合物的是其中化合物还有哪些分类依据？分类结果是什么呢？（3）依据物质在氧化还原反应中化合价的改变情况，反应物又可分为2.家用消毒剂有效成分性质的预测（1）标出以下物质核心元素的化合价KMnO4 H2O2 NaClO I2(2)根据核心元素的化合价预测其氧化性和还原性其中常做氧化剂，具有氧化性的是，化合价处于中间价态，既具有氧化性有具有还原性的是任务三：探究家用消毒剂的性质小组讨论，用提供的试剂，设计实验方案，证明你的预测，并完成实验试剂：84消毒液、高锰酸钾消毒片、双氧水、碘伏棉签、VC片温馨提示：VC是生活中可利用的还原剂（表格可以填不满,也可以补充）实验序号实验内容实验试剂实验现象①KMnO的氧化性4②③④⑤⑥任务四：科学使用家用消毒剂请你从化学的视角，运用氧化还原原理分析以下关于消毒剂的使用问题，先独立思考，再小组交流研讨。
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
(2)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应: Ca(ClO)2+4HCl(浓)====CaCl2+2Cl2↑+2H2O 用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中,可能含有 哪些杂质气体?
【解析】(1)由于酸性H2CO3>HClO,所以Ca(ClO)2在空气 中易跟CO2、H2O反应生成CaCO3和HClO,HClO见光易分解 。(2)用含CaCO3的Ca(ClO)2跟浓盐酸制取Cl2,Cl2中可 能含有CO2、H2O、HCl等杂质。
答案:(1)①Ca(ClO)2+CO2+H2O====CaCO3↓+2HClO ②2HClO 光 照 2HCl+O2↑ (2)可能含有CO2、H2O、HCl等杂质
2.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______________________ _________________________________________。
(3)为了验证氯气的氧化性,将氯气通入Na2SO3溶液中, 然后检验反应后溶液中是否含有S 。检验S 的方 法是:取少量反应后溶液于试管中,O 先24 加入足量O 的24 ___ _____至无明显现象,然后再加入少量________溶液, 有白色沉淀生成,说明含有S 。
O
2 4
(4)氯气通入饱和NaHCO3溶液能产生无色气体,已知酸 性:盐酸>碳酸>次氯酸,该实验证明氯气与水反应的生 成物中含有________(填“盐酸”或“次氯酸”)。
之前,都会将自来水在阳光下暴晒一段时间,其目的是
科学使用含氯消毒剂(课中案)——运用氧化还原反应原理解决实际问题
科学使用含氯消毒剂（课中案）——运用氧化还原反应原理解决实际问题【学习目标】1．能从物质类别、元素化合价的角度预测含氯消毒剂有效成分的性质。
2．利用氧化还原反应分析并解释消毒剂在使用过程中产生的现象和出现的问题。
3．增强合理使用化学品的意识，科学使用含氯消毒剂。
【导入】常见化学试剂的杀菌消毒原理：大多数是通过使蛋白质变性（改变其分子内部结构和性质的作用，既失去生理活性）把细菌杀死。
氯化钠从10%-50%不等，作用是在局部建立高渗环境，不利于细菌生长，但是无法杀灭细菌，只是起到阻止细菌生长的作用。
项目活动1解读84消毒液的产品说明自主阅读教材73页84消毒液的产品说明书：提出问题：84消毒液的有效成分是NaClO，它可能有什么化学性质？预测性质：①从84消毒液的使用说明4看，NaClO还有一定的性。
②从价态上看NaClO中的氯为“＋1”价，降低变为“0”价或“－1”价而表现；③从类别上看，NaClO是一种弱酸盐，类比于Na2CO3溶液，其溶液应呈，而且可以与稀酸反应生成；【实验用品】稀释的84消毒液，稀盐酸，稀硫酸，NaOH溶液，淀粉碘化钾溶液；淀粉碘化钾试纸，pH试纸，胶头滴管，培养皿，表面皿，棉花，玻璃棒【实验探究】预测性质实验内容实验现象实验结论[思考交流]1．稀释或使用消毒液时，为什么要求相关人员必须带手套？2．次氯酸钠溶液本身有氧化性，可以消毒和漂白物品，为什么84消毒液使用时需要将被消毒的物品浸泡一段时间来增强消毒或漂白效果？3．有些消毒液不可与酸性清洁剂如“洁厕剂”混合使用，为什么？4．保存“84”消毒液为什么要“密封避光”并放置在阴凉处？5．84消毒液为什么不能用于钢和铝制品的消毒？[总结]1．次氯酸钠2．常见含氯消毒剂3．次氯酸作为消毒剂、漂白剂的优缺点(1)优点:次氯酸有较好的消毒、漂白作用。
(2)缺点:HClO 在光照条件下易分解,2HClO=====光照2HCl ＋O 2↑,不宜直接用消毒剂、漂白剂。
双氧水消毒的原理
双氧水消毒的原理
双氧水消毒的原理是通过其氧化和还原能力来杀灭病菌和病毒。
双氧水（H2O2）分子中的氧原子具有强氧化性能，它能够与
有机物接触后释放出氧气，并使有机物发生氧化反应，从而破坏有机物的结构和功能。
在消毒过程中，双氧水与细菌和病毒接触后，通过氧化作用破坏其细胞膜和蛋白质，干扰其代谢过程，继而导致细胞死亡。
同时，双氧水还能与酶相互作用，抑制其活性，使细菌和病毒失去复制能力。
此外，双氧水的还原性质也能对细菌和病毒产生抗氧化作用。
双氧水在病原微生物的细胞内释放氧气，从而破坏细菌和病毒的内环境，抑制其生长和繁殖。
总的来说，双氧水消毒的原理是通过其氧化和还原能力破坏病菌和病毒的细胞膜、蛋白质和酶等结构和功能，从而实现有效的消毒效果。
高锰酸钾清洁油污的原理
高锰酸钾清洁油污的原理
高锰酸钾清洁油污的原理主要是通过氧化还原反应对油污进行分解和去除。
首先，高锰酸钾是一种强氧化剂，能够与有机物发生氧化反应。
当高锰酸钾溶液接触到油污时，高锰酸钾中的高价锰离子会和有机物中的碳氢化合物发生氧化反应，将其氧化为二氧化碳和水。
这些氧化反应可以迅速分解油污，使其变为无害的物质。
其次，高锰酸钾溶液中的高锰酸根离子(MnO4-)可以提供氧气，有利于燃烧和氧化反应。
油污中的有机物主要由碳和氢组成，而氧气的存在有助于油污中的碳氢化合物与氧发生碳氧化反应，将其转化为二氧化碳和水。
因此，高锰酸钾能够提供氧气，促进氧化反应的进行。
此外，高锰酸钾可以在溶液中分解，释放出氧气。
当高锰酸钾与水反应时，会产生两种产物：锰酸钾(MnO2)和氧气(O2)。
氧气的释放有助于增加溶液中的氧气浓度，从而促进油污的氧化分解反应。
溶液中的氧气浓度越高，油污的氧化速度就越快。
此外，高锰酸钾溶液还具有杀菌和消毒的作用。
高锰酸钾可以分解为锰酸钾溶液，锰酸钾溶液是一种强氧化剂，具有杀菌作用。
通过在油污中加入高锰酸钾溶液，可以杀灭其中的细菌和微生物，保持清洁。
此外，高锰酸钾还可以与油脂中的酸、醛和酮等有机物反应，产生不溶于水的钾盐、锰酸钾和酸溶液，从而使油脂分解为不溶于水的油渣和水相，方便油污的清除。
综上所述，高锰酸钾清洁油污的原理是通过氧化还原反应将油污中的有机物氧化分解为无害的物质，同时杀菌、消毒并将油脂分解为不溶于水的沉淀和水相，从而实现对油污的清洁。
高锰酸钾的特性使其成为一种有效的清洁剂，广泛应用于家庭、工业和环境卫生等领域。
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臭 氧 接 触 池
生 物 活 性 炭 滤 池
清 水 池
送 水 泵 房
市政管网
氧化剂——高锰酸盐
高锰酸盐主要有高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸钙等。其中 高锰酸钾应用最广泛。
高锰酸钾去除有机物的作用机理：
高锰酸钾的直接氧化作用
新生态二氧化锰的吸附作用
新生态二氧化锰的催化作用
其他氧化剂
过氧化氢
一种强氧化剂，主要用于水与污水的高级氧化。
高铁酸盐
具有氧化、絮凝、吸附等作用。
氧化剂和消毒方法概述
王旭峰 邓涛 乐盼
氧化剂与消毒方法
氧化还原方法
用于去除水中的致病微生物、有机与无机污染物等。 常见的氧化剂有氯、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、 高锰酸盐、高铁酸盐。
消毒
氧化剂在水处理中与水中微生物如原生生物、浮游 生物、藻类、细菌、病毒等作用，使之灭活或强化去除。
氧化剂——氯
作用机理
臭氧与无机物作用 能氧化铁、锰等无机离子，也能氧化水中氨氮、硫 化氢及氰化物。
臭氧与有机物作用 ① 臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用 ② 臭氧被分解产生羟基自由基，间接地与水中有机物 作用
氧化剂——臭氧
优点
氧化能力强、作用迅速 消毒效果受水质影响小 副作用较小
后氧化
后氧化是保证饮用水卫生安全的最后一 道屏障，其主要目的是消毒。
消毒与灭活─物理方法
• • • • • 加热 紫外线 超声波 过滤 冷冻法等
消毒与灭活─化学方法
• 氧化剂作用
• 金、银等重金属离子作用 • 阳离子表面活性剂作用
消毒与灭活
消毒与灭活
消毒与灭活─影响因素
消毒剂的浓度C 消毒剂与水的接触时间T
化学氧化
按化学药剂在水处理过程中的投加点不同和产生的作用不 同，可将氧化分为预氧化、中间氧化和后氧化。
预氧化
预氧化可去除：
藻类、浮游生物、有机物 色度、臭和味 铁、锰 可破坏一部分氯化消毒副产物的前驱物，或使之转化成氯 化副产物生成势相对较低的中间产物
中间氧化
通常设在常规处理工艺的沉淀之后或过滤之后，通过与颗 粒活性炭（ＧＡＣ）或生物活性炭（BAC）联用，利用活 性炭的良好吸附性能和生物降解功能将氧化后形成的可生 化性较高的小分子有机物、有毒有害中间产物及消毒副产 物前体物等进一步去除。 中间氧化大多采用臭氧作为氧化剂。
水质本身的因素
桐乡市果园桥水厂深度处理工艺 设计与运行
水厂情况:设计规模8万吨/每天，原采用传统的水处 理工艺（混凝-沉淀-过滤-消毒）。目前水源为Ⅳ类 水体，主要超标项目为有机物和氨氮。
空气
臭氧O3
明 矾
进 水 泵 原水 房
Cl2 反 应 沉 淀 池
生 物 预 处 理 池砂 滤 池来自中 间 提 升 泵 房
缺点
不稳定 消毒系统设备复杂 空气环境污染的可能性
氧化剂——二氧化氯
二氧化氯可氧化水中还原态铁、锰等离子，也可以与有机 物发生氧化还原反应，生成酸、醇、环氧化物等无毒的以含 氧基为主的产物。
特点：
不会与水中有机物作用生成三卤甲烷、氯酚等。 杀菌能力强、消毒快而耐久。 适用pH范围大。
氯氧化主要用于水的消毒。至今广泛应用于给水、 游泳池循环水和各种污水处理中。
消毒机理
氧化剂——氯
优点
杀菌效果好，有持续性 应用广泛，技术工艺比较成熟 消毒系统投资运行费用低
缺点
产生对人体有害的副产物 使用、运输和存储有安全性隐患 产生臭味
氧化剂——臭氧
臭氧能氧化水中的多种有机物、无机物，具有很强的 杀菌能力，其杀菌能力约为氯消毒的几百倍。