巴黎奥运会中消毒剂的使用——2024年巴黎奥运会热点链接化学考点
【新闻内容】巴黎奥运会塞纳河污水治理使用的消毒剂是巴黎卫生局在塞纳河上游的一家现代化污水处理厂使用一种基于有机消毒剂“过甲酸”的新方法处理污水，厂方认为这种酸比较安全；另外运动员个人防护涉及的消毒剂，英国队负责人迈克 卡文迪什为防止参加巴黎奥运会塞纳河铁人三项赛的运动员因水质问题而生病，制定了严格的保护计划，其中包括使用消毒水。运动员在塞纳河完成比赛后，需要“从头到脚都被消毒”才能接触食物或饮料，除此之外，比赛场馆泳池常用消毒剂，奥运会泳池中最常见的消毒产品是氯系消毒剂。不过，接触高浓度的氯氨确实对人体有害，世界卫生组织（WHO）发布的指南中明确规定，泳池及开放水域的结合氯含量应不超过0.5mg/L，这也是奥运会泳池的标准。
【链接考点】巴黎奥运会中所用到的消毒剂主要有两类，一类是以过氧化物消毒剂为主的有机消毒剂，其作用机理为过氧化物中含有过氧键（-O - O -），具有强氧化性，能迅速氧化细菌、病毒等微生物的蛋白质和核酸，使其失去活性。例如，过氧化氢分解产生的氧原子具有很强的氧化能力；另一类则是常用的含氯消毒剂，其作用机理为次氯酸能使蛋白质变性，破坏细菌和病毒的结构，起到消毒杀菌的作用；同时能将某些有色物质氧化为无色物质，具有漂白性。但含氯消毒剂大多不稳定，易受光、热、有机物等因素影响，且有漂白作用，对织物和金属有腐蚀性。
【试题练习】
1.为抑制新冠病毒传播，消毒剂被广泛使用。用氯化钠电解法生成的工艺原理示意图如图，发生器内电解生成，下列说法正确的是( )
A.a气体是氯气，b气体是氢气
B.食盐水电解槽内每生成1mola气体，转移
C.发生器中阴极的电极反应式为
D.为使a、b气体恰好完全反应，理论上每生产需要补充44.8Lb气体
2.高铁酸钠()是一种新型高效多功能绿色消毒剂。工业上可在碱性条件用和NaClO反应制得，下列反应的离子方程式正确的是( )
A.氨水与氯化铁制备
B.与NaOH反应制备次氯酸钠：
C.与NaOH发生副反应生成氯酸钠：
D.碱性溶液中反应生成
3.“84”消毒液是生活中常用的消毒剂，其制备原理为。下列化学用语表述错误的是( )
A.的结构示意图：
B.氢氧根离子的电子式：
C.用电子式表示NaCl的形成过程：
D.NaClO溶于水水解：
4.制取高效消毒剂反应：。下列说法正确的是( )
A.中的C被还原
B.是氧化剂
C.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
D.每消耗1mol转移2mol电子
5.二氧化氯（）是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂。它是一种有刺激性气味的气体，熔点为-59.5℃，沸点为10.0℃，易溶于水且几乎不与冷水反应，气体浓度过高时易发生分解引起爆炸，制备二氧化氯溶液的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A.实验中通入空气的作用之一是稀释
B.装置②作安全瓶
C.装置①中发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2
D.当看到装置③中导管内液面上升时，应增大空气的通入速度
6.过硫酸钾是一种重要的消毒剂和织物漂白剂，可通过电解溶液的方法制备。在时能完全分解：。已知的沸点为。设是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是( )
A.溶液和溶液中浓度不同
B.标准状况下，中含有的原子数为
C.溶液中的离子总数为
D.每有受热分解，生成个分子
7.化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。亚氯酸钠()具有强氧化性，受热易分解，可作漂白剂、食品消毒剂等.以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下图所示。
下列说法不正确的是( )
A.“母液”中主要成分是
B.“反应2”中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1
C.“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度，提高产品产率
D.以生成Cl-时转移电子数目来衡量，相同质量的消毒能力是的2.5倍
8.下列物质或其溶液可用作消毒剂，这些消毒剂作用于物品消毒时，不是利用其氧化性的是( )
A.酒精 B.过氧化氢
C.臭氧 D.次氯酸
9.漂白液储存方便，是生活中广泛应用的含氯消毒剂之一。下列有关漂白液的叙述正确的是( )
A.漂白液露置在空气中容易失效的原因是NaClO不稳定、易分解
B.漂白液中含有次氯酸，故可以用来杀菌消毒和漂白
C.NaClO中含有氯离子
D.漂白液与漂白粉的消毒原理相似
10.是新一代饮用水的消毒剂，许多地区采用代替来进行自来水消毒。科研人员成功研制出制取的新方法，其反应的微观过程简单表示如图：
下列有关说法不正确的是( )
A.作消毒剂时利用其氧化性
B.该反应的化学方程式为
C.该反应中C既是氧化剂，又是还原剂
D.该反应中生成2个分子时转移的电子个数为2
11.很多消毒剂都是利用其强氧化性进行消毒杀菌，如常见的“84”消毒液（有效成分是NaClO）、双氧水、二氧化氯、高铁酸钠等。回答下列问题。
（1）医用酒精是非氧化性消毒剂，其消毒原理是__________________。
（2）NaClO中阴离子的电子式为____________。某“84”消毒液的密度为，NaClO的质量分数为25%；则c（NaClO）=____________。“84”消毒液在存放过程中会变质，向淀粉碘化钾试纸上滴加1~2滴“84”消毒液，若试纸____________，则说明“84消毒液”没有完全变质。
（3）双氧水有绿色消毒剂之称，这是因为________________________。“84”消毒液与双氧水混合会产生一种常见的无色无味气体，且消毒能力会严重降低，写出该反应的离子方程式___________________。
（4）二氧化氯（）是一种高效、低毒的消毒剂，其在消毒杀菌过程中会产生，需将其转化为除去，下列试剂可将转化为的是______（填标号）。
A.
B.
C.
D.
（5）高铁酸钠（）不仅可以消毒，还可以净水，净水过程中所发生的化学反应主要为，该反应中被氧化的元素是______。证明有胶体生成的简单方法是________________________（写出实验操作和现象）。
12.二氧化氯（）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，用如图所示装置（夹持装置已省略）制备、吸收、释放，并探究其性质。（已知，实验室可用稳定剂吸收，生成，使用时加酸只释放出一种气体）。
已知：①沸点为9.9℃，可溶于水，浓度较高时易发生爆炸；
②饱和溶液低于38℃时析出，高于38℃时析出，高于60℃时分解为和NaCl。回答下列问题：
（1）仪器a的名称是______；仪器b的作用是______。
（2）按图组装好仪器后，首先应该进行的操作是______，实验过程中需持续通入一定量的氮气，其目的是( )将装置A产生的气体赶入吸收装置被充分吸收，还有______。
（3）打开仪器a的活塞，装置A中发生反应，生成、、NaCl等，写出装置A中发生反应的化学方程式：__________________，关闭仪器a的活塞，在装置C中被稳定剂完全吸收，此时观察到装置D中溶液的颜色不变，其中的原因可能是__________________。
（4）向装置C中滴加稀盐酸，反应剧烈，若将稀盐酸换成等pH的硫酸，开始反应缓慢，稍后一段时间产生气体速率迅速加快，产生气体速率迅速加快的原因可能是____________。
（5）装置F的目的是制备，装置F中加入NaOH溶液的目的有两个，其一为用作反应物，其二为______，从装置F广口瓶内的溶液中获得晶体的操作步骤是蒸发浓缩、______、洗涤、干燥。
（6）城市饮用水处理新技术用替代，如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么消毒杀菌剂消毒效率：______。
13.“84”消毒液、、等含氯化合物常用作杀菌消毒剂。回答下列问题：
（1）实验室欲配制溶液，下列操作正确的是_______（填标号）；用该NaOH溶液制备“84”消毒液的原理是_______（填化学方程式）。
（2）是一种黄绿色气体，易溶于水且不与水反应，温度稍高、浓度稍大易分解爆炸，常制备成便于储存和运输。某实验小组设计如下装置制备。
①仪器a的名称是_______，装置A中生成的化学方程式为_______，反应过程中不断缓慢通入的主要目的是_______。
②装置B的作用是_______。
③装置C中与反应的物质的量之比是_______。
14.和亚氯酸钠（）都是广泛使用的漂白剂、消毒剂。高浓度气体易发生爆炸，在生产使用时需用其他气体进行稀释。某工厂生产和的工艺流程为：
（1）中氯元素的化合价为________。
（2）“吸收器”中生成的离子方程式为________；该反应H2O2体现________（填“氧化性”或者“还原性”）。
（3）下列关于生产流程的相关说法，不正确的是________。
A.工业上将制成固体，便于贮存和运输
B.“操作A”为蒸发浓缩、降温结晶
C.生产时向发生器中通入空气，可避免发生危险
（4）欧洲一些国家用氧化浓盐酸来制取，同时有生成，且的体积为的一半，该反应的化学方程式是________；每生成1mol时有________个电子转移。
（5）同学在实验室中探究与的反应。将适量稀释后的通入如图装置中充分反应，得到无色澄清溶液。请设计实验验证溶液I中是否有生成________。
（6）对污水中有明显的去除效果，其原理是：。某污水中含浓度为104mg/L。处理2000L这种污水，至少需要________mol。
15.含氯消毒剂可以有效消灭新冠病毒。二氧化氯就是其中一种高效消毒灭菌剂，但其稳定性较差，可转化为保存。分别利用吸收法和电解法两种方法得到较稳定的。其工艺流程示意图如图所示：
已知：①纯易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10%以下。
②饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是，高于38℃时析出的晶体是，高于60℃时分解成和NaCl。
（1）步骤1中，生成的离子方程式是______，通入空气的作用是______。
（2）方法1中，反应的离子方程式是______，利用方法1制时，温度不能超过20℃，可能的原因是______。
（3）方法2中，将通入电解槽的阴极表面，饱和NaCl溶液加人电解槽的阳极室，电解一段时间后，可得到产品，写出电解时阴极的电极反应式______。
（4）步骤3中从溶液中获得晶体的操作步骤为：①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③______；④低于60℃干燥，得到成品。
（5）为测定制得的晶体中的含量，做如下操作：
①称取ag样品于烧杯中，加入适量蒸馏水溶解后加过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应。将所得混合液配成100mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用标准溶液滴定至滴定终点。重复2次，测得消耗标准溶液的平均体积为cmL（已知：）。样品中的质量分数为______（用含a、b、c的代数式表示）。在滴定操作正确无误的情况下，测得结果偏高，可能的原因是______（用离子方程式和文字表示）。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由题给流程可知，食盐水电解槽内发生的反应为电解饱和食盐水得到氯酸钠和氢气，则a为氢气；氯酸钠溶液和盐酸在二氧化氯发生器中电解得到氯化钠、氯气、二氧化氯气体，则b为氯气；氯气与氢气在氯化氢合成塔中反应生成氯化氢；发生器中得到的氯化钠可以循环使用，提高原料的利用率。
A.由分析可知，a为氢气、b为氯气，故A错误；
B.由分析可知，食盐水电解槽内发生的反应为电解饱和食盐水得到氯酸钠和氢气，则电解槽内每生成1mol氢气，转移电子的物质的量为2mol，故B错误；
C.由分析可知，氯酸钠溶液和盐酸在二氧化氯发生器中电解得到氯化钠、氯气、二氧化氯气体，阴极的电极反应式为，故C正确；
D.缺标准状况下，无法计算每生产1mol二氧化氯需要补充氯气的体积，故D错误；
故选C。
2.答案：C
解析：A.氨水与氯化铁制备，A错误；
B.与NaOH反应制备次氯酸钠：，B错误；
C.与NaOH在温度高的时候发生副反应生成氯酸钠：，C正确；
D.碱性溶液中反应生成，D错误；
故选C。
3.答案：B
解析：A.该项所述离子结构示意图中最外层已经达到8电子稳定结构，A正确；
B.氢氧根离子的电子式为，B错误；
C.NaCl是离子化合物，该选项用电子式表示的NaCl的形成过程完全正确；
D.该项所写出的NaClO溶于水的水解离子方程式正确；
答案选B。
4.答案：C
解析：A.草酸中的碳元素化合价升高，作还原剂，碳元素被氧化，A错误；
B.草酸中的碳元素化合价升高，作还原剂，B错误；
C.二氧化碳和碳酸钾为氧化产物，二氧化氯为还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1，C正确；
D.氯元素化合价由+5变为+4，所以每消耗1mol转移1mol电子，D错误；
故选C。
5.答案：C
解析：A（√），由上述分析知，通入空气可以稀释，防止发生爆炸；B（√），装置②为安全瓶，可防止装置③中液体倒吸进装置①中；C（×），装置①中发生反应的化学方程式为，其中是氧化剂，是还原剂，侧氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：1；D（√），当看到装置③中导管内液面上升时，说明发生倒吸现象，应增大空气的通入速度，通过增大气体压强，将导管内液体压回装置③中。
6.答案：C
解析：A（×），溶液中浓度为，溶液中浓度为，故两种溶液中浓度相同；B（×），标准状况下，不是气体，故不能用“”计算的物质的量；C（√），，则溶液中的物质的量均为0.05mol，故溶液中离子总物质的量为0.15 mol，离子总数为0.15；D（×），受热分解，生成的物质的量为0.05 mol。
7.答案：D
解析：根据元素转化分析可知“母液”中主要成分是，A项说法正确；“反应2”中发生反应的化学方程式为，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1，B项说法正确；温度过高，会分解，采用“减压蒸发”可以降低蒸发时的温度，提高产品产率，C项说法正确；完全反应转移，完全反应转移，所以等质量的消毒能力是的倍，D项说法错误。
8.答案：A
解析：酒精基本没有氧化性，A项符合题意；、臭氧、次氯酸具有氧化性，故能杀菌消毒，B、C、D项不符合题意。
9.答案：D
解析：A（×），NaClO能与反应生成HClO，HClO不稳定，易分解，从而导致漂白液露置在空气中容易失效；B（×），漂白液的有效成分是NaClO；C（×），NaClO中含有和，没有氯离子；D（√），漂白粉的有效成分是，其与漂白液的消毒原理相似。
10.答案：C
解析：A（√），具有氧化性，可作消毒剂；B（√），该反应的化学方程式为；C（×），该反应中，中Cl元素的化合价由0降低为-1，作氧化剂，NaClO，中Cl元素的化合价由+3升高为+4，NaClO，作还原剂；D（√），中Cl元素化合价由+3升高为+4，则生成2个，分子时转移的电子个数为2。
11.答案：（1）破坏蛋白质的结构，使蛋白质变性
（2）；（或）；变蓝色
（3）双氧水作氧化剂时，还原产物为水，不会造成环境污染；
（4）D；
（5）氧；让一束光通过（用红色激光笔照射）制得的液体，从侧面能观察到一条光亮的“通路”，说明有胶体生成
解析：（1）医用酒精可以破坏蛋白质的结构，使蛋白质变性。
（2）。“84”消毒液有效成分为NaClO，NaClO有强氧化性，可将工氧化为，遇到淀粉显蓝色。
（3）双氧水作氧化剂时，还原产物为水，不会造成环境污染，故双氧水有绿色消毒剂之称。“84”消毒液与双氧水混合会产生一种常见的无色无味气体，该无色无味气体为氧气，再结合消毒能力会严重降低以及原子守恒，可写出反应的离子方程式。
（4）将转化为，需要加入还原剂，只有D项符合要求。
（5）净水反应中氧元素的化合价升高，被氧化。可通过了达尔效应实验证明有胶体生成。
12.答案：（1）恒压滴液漏斗；防止倒吸
（2）检查装置的气密性；稀释，防止浓度过高发生爆炸
（3）；装置B除去了、混合气体中的
（4）反应生成的对反应起催化作用
（5）防止遇酸放出；在38~60℃之间趁热过滤
（6）71∶27
解析：
13.答案：（1）D；
（2）分液漏斗；；防止因的浓度过高而发生爆炸；安全瓶，防止倒吸；2:1
解析：（1）实验室欲配制溶液，ABCDE操作对应的是称量、溶解、移液、定容、摇匀，其中定容时视线应该与液面凹液面最低处保持水平，用该NaOH溶液制备“84”消毒液的原理是氯气和NaOH反应，生成次氯酸钠，化学方程式为，答案：D、；
（2）①仪器a的名称是分液漏斗；②装置A为制备的发生装置，作氧化剂，作还原剂，反应生成、和，该反应的离子方程式为，通入氮气的主要作用有两个，一是可以起到搅拌作用，二是稀释，防止因的浓度过高而发生爆炸，主要目的是防止因的浓度过高而发生爆炸，②装置B的作用是安全瓶，防止倒吸现象的发生，③在装置C中，与NaOH及发生氧化还原反应产生，根据得失电子守恒、原子守恒，可得发生反应的化学方程式为：，装置C中与反应的物质的量之比是2:1。
14.答案：（1）+3
（2）；还原性
（3）B
（4）；
（5）取少量Ⅰ中溶液于一支试管中，加入足量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若出现白色沉淀，证明有氯离子
（6）8
解析：（1）中钠元素为+1价，氧元素为-2价，则氯元素为+3价；
（2）“吸收器”中生成的离子方程式为，则被氧化为，在这个过程中，起到了还原剂的作用，则该反应体现了过氧化氢的还原性；
（3）A.高浓度气体易发生爆炸，说明其性质不稳定，而，固体性质稳定，因此工业上将制成固体，便于贮存和运输，A正确；
B.“操作A”为过滤、洗涤干燥，B错误；
C.高浓度气体易发生爆炸，在生产、使用时需用其他气体进行稀释，据此可知生产时向发生器中通入空气，可避免发生危险，C正确；
故选B；
（4）在这一反应中得到电子被还原为，HCl失去电子被氧化，根据氧化还原反应中电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式是，每生成1mol时有1mol电子转移，即；
（5）取少量Ⅰ中溶液于一支试管中，加入足量稀硝酸，再加入硝酸银溶液，若出现白色沉淀，证明有氯离子；
（6）2000L污水中含有质量为104mg/L×2000L=208000mg=208g，设需要xmol，则
解得x=，故处理2000L这种污水，至少需要8mol。
15.答案：（1）；稀释产生的，防止其分解爆炸
（2）；温度较高时易分解
（3）
（4）用38℃~60℃温水洗涤
（5）；，操作①环节有部分被空气氧化为，消耗的增多
解析：（1）步骤1中，在酸性条件下与二氧化硫发生氧化还原反应生成和，由已知①可知，通入空气的作用是稀释产生的，防止其分解爆炸。
（2）方法1中和在碱性条件下发生氧化还原反应：。
（3）由题意可知，阴极上得电子生成，电极反应式为。
（4）结合已知②可知，趁热过滤后应用38℃~60℃温水洗涤沉淀。
（5）在酸性条件下与过量的KI发生反应，结合，可得关系式，所以25.00 mL 待测溶液中，则样品中的质量分数为；由于碘离子能被空气中的氧气氧化，发生反应生成，导致滴定时消耗更多的，所以在滴定操作正确无误的情况下，测得结果也可能偏高。
