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氯气漂白还是次氯酸漂白?

教材在处理有关Cl2的漂白原理的问题时,通过一下实验说明:

①干燥的有色纸条遇Cl2不退色,②湿润的有色纸条遇Cl2退色;以此来说明使纸条退色的不是Cl2,而是Cl2水反应的产物HClO。

该原理的证明过程其实回避了一个相当重要的因素,即物质在有水(溶液)和无水的条件下性质是不同的。例如固体NaI不易被氧化,而溶液中的I却容易被氧化;再如SO2、Na2SO3等的还原性也是如此;另外我们常说的金属活动性顺序,其实反映的也是金属离子在水溶液中所表现出来的性质。由此,我们不能轻易的下定结论,干燥的Cl2能氧化色素分子,溶液中的Cl2也不能氧化色素分子。因此我们涉及了以下活动,和学生一起探讨Cl2漂白的机理。

实验1:干燥Cl2不能漂白,有水存在Cl2可以漂白。

假设1:Cl2不能漂白,Cl2与水反应的产物则可以。Cl2与水反应生成HCl、HClO,从离子的角度看为H、Cl、HClO、ClO。按照已有经验,HCl(H、Cl)不具有漂白性(亦可实验验证),研究对象锁定在HClO、ClO上。

假设2:Cl2不能漂白,有水存在时Cl2(氯气分子)可以漂白。

假设3:Cl2与HClO都可以漂白。

讨论:让学生讨论,设计方案,主要如下。

方案①:光照氯水,使HClO分解,检验漂白性。(HClO分解,平衡右移,仍然有HClO生成,不可行)

方案②:用乙醇(与水都含有羟基)等溶剂溶解Cl2,不生HClO。(溶剂改变,性质改变,不可行)

方案③:用酸抑制HClO的生成,检验漂白性。教师质疑:平衡体系,反应物与生成物同时共存,抑制不等于反应不进行,体系中仍有HClO存在,如何解决?讨论:可以与不加酸抑制比较,看哪者速率更快。

实验2:(1)取4支微型烧杯,按照下表加入药品。

步骤

烧杯1

烧杯2

烧杯3

烧杯4

1

3mL NaOH溶液

3mL 水

3mL 水+2滴稀硫酸

3mL 浓盐酸

2

2滴84消毒液

2滴84消毒液

2滴84消毒液

2滴84消毒液

主要成分

ClO

ClO

ClO、HClO

Cl2

分析

ClO依次减少,HClO依次增加




HClO依次减少,Cl2依次增加

(2)向每个烧杯中分别放入大小相同的红色纸片,观察纸片退色的速度。

纸片退色由快到慢为:烧杯3>烧杯4>烧杯2(较慢)>烧杯1(基本无变化),由此可以得出如果只有一种物质具有漂白性的话,则为HClO可以漂白。

存疑:该实验可以说明如果只有一种物质可以漂白,则是HClO而非Cl2;如果漂白性HClO>Cl2也与实验现象相符合。另外,反应环境(例如烧杯4中的浓盐酸)是否对物质的漂白性存在影响未证明。

说明:该实验为用于理科实验班而设计。涉及到可逆反应和平衡移动的知识,其目的是加深学生对平衡的理解和认识,使学生认识到反应介质对物质性质的影响,培养学生质疑、假设并设计实验方案进行探究的能力,训练对比研究的科学方法。其中,很重要的目的是培养学生能够不迷信权威的质疑精神和批判精神,使学生认识到真理不是绝对的,我们所学习的科学知识也是前人通过实验或推理的结果,很多仅是被一些实践所支持的假设,并非百分百的严密。

(责任编辑:化学自习室)
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