师：同学们好，今天我们的课题是化工流程题解题策略。2020年春节，一场突如其来的疫情，让人类和病毒再次交手。几个月来，中国在这场抗疫斗争中取得了很大胜利。下面我们回顾一下中国乃至全人类是如何与病毒对抗的。主要有以下几种方法：

　　第一是物理方法，采用隔离病毒的方式。

　　第二是化学方法，包括体内药物治疗和体外消毒杀菌。

　　第三是生物方法，增强免疫力，就像张文宏医生说的要多吃鸡蛋、多摄入蛋白质，以及研制疫苗。

　　化学方法中，体内药物治疗比较典型的是瑞德西韦药物。体外消毒主要依靠次氯酸钠，体外消毒对疫情防控至关重要。接下来我们看次氯酸钠的使用。要学会使用消毒剂，就需要了解一些常见消毒剂。我们现在最常用的次氯酸钠消毒剂就是84消毒液，看看如何正确使用。

　　84消毒液浓度太高需要稀释配置，最合适的使用浓度是500毫克每升。可先取一升清水，再量取10毫升84消毒液原液倒入水中，混合均匀即可。注意，氯气是一种容易挥发的气体，84消毒液原液需要盖好盖子，以免影响消毒效果。84消毒液需要用凉水现配现用，一次性使用，不可用热水稀释，也不宜保存以后再用。此外，84消毒液对皮肤有刺激性，配置和使用时都要戴好手套，避免直接接触。

　　环境消毒是切断传染病传播途径的重要手段，含氯消毒剂是环境消毒剂的重要成员。大家思考一下，含氯物质中哪些可以作为消毒剂使用？这些含氯消毒剂应该具有什么特征？我们使用含氯消毒剂主要是利用它的氧化性，作为氧化剂进行消毒。那么氧化剂应该有一个特征，大家都清楚，中心元素要具有较高的价态，像次氯酸钠中的氯就是正一价。

　　那么氯元素在自然界中稳定存在的价态是不是最高价态呢？能不能作为消毒剂使用呢？同学们都知道，氯元素在自然界中主要以氯化钠的形式存在，氯为 -1价，这是一个稳定价态，不能直接用作消毒剂。这里就有个问题，我们如何从氯元素稳定存在的 -1价的氯化钠制备用作消毒剂的次氯酸钠呢？这就是我们今天主要研究的课题。

　　一般工业生产流程图会设计一个核心流程，即从原料经过一步或多步反应转化成产品，有时也会产生一些副产物。在工艺生产时，对于这个核心流程，要考虑几个关键环节，这也是化学命题经常涉及的。

　　第一是原料预处理，要净化原料，除去其中的杂质。因为这些杂质有的会影响设备，有的会影响核心反应。

　　第二对于核心反应，要控制好反应发生的条件，比如温度、反应物浓度、溶液的pH等等。这既要从速率和产率的角度考虑，也要尽量减少副反应的发生。

　　第三对于产品，通过核心反应得到的产品有时并非我们需要的存在形态，还需要进行提取、分离、提纯等。副产品最好能有效利用，在整个生产流程中循环使用。如果不能循环使用，要进行无害化处理。

　　制备物质时，原料要容易获得、价格便宜且处理方便。转化路径和转化条件主要针对核心反应，转化路径要尽可能少，副反应少、反应快，转化条件要易于控制。产品的分离则是要将流程最终的产品转化成我们希望的存在形态。

　　所以对于次氯酸钠的制备，我们要研究以下几个问题：制备原理（即核心反应），用什么原料，通过什么反应得到产品；条件控制，是否需要原料预处理，是否要对原料进行分离和提纯；产品的分离，通过核心反应得到的产品是不是我们需要的形态。下面我们分别进行研究。

　　首先是制备原理。从氯元素的价态图来看，氯元素在自然界中主要以氯化钠形式存在，我们希望将其转化为次氯酸钠。从价态图可知，需要将氯元素的价态升高，实际上就是需要氧化。如果有合适的转化途径，一步完成最好。当然也可以先将氯元素初步氧化成氯气，再转化成次氯酸钠。

　　工业上实际通过电解饱和食盐水可以得到氯气、氢氧化钠和氢气，而氯气和氢氧化钠反应又能得到次氯酸钠。所以我们模拟次氯酸钠的生产就用这样一个模拟装置。反应原理相对容易理解，在阳极得到氯气，阴极得到的氢氧化钠与之混合后会产生次氯酸钠。

　　接下来看另一种常见杀菌消毒剂的制备，用硫酸、二氧化硫和氯化钠最终制得亚硫酸氢钠。看看第一步反应的方程式，这是一个陌生反应。遇到陌生反应不要怕，基本上通过两个步骤就能解决。

　　第一步，正确分析找出反应物和生成物。这个反应的反应物是氯化钠、硫酸和二氧化硫，生成物应该有二氧化氯和硫酸氢钠。

　　第二步，根据氧化还原反应规律，找出生成物中化合价升高和降低的元素，且升降总数相等，从而写出反应方程式。

　　对于制备原理的考核，流程图中大多考查陌生反应方程式的写法，而陌生反应方程式大多是氧化还原反应方程式，大家要注意运用好氧化还原反应规律来书写。

　　接下来是反应条件的控制。先看一张图，这是对电解饱和食盐水的电压、反应时间以及饱和食盐水浓度做的条件控制实验。如果寻求最佳反应条件，在图上应怎么找呢？肯定要找转化率高、反应速率快的点。在反应时间相差不大时，更多要考虑产率问题。从图中可以看出，不管哪个电压，通电40分钟时产率相对较高，通电时间延长，产率反而降低，这可能与通电后生成的次氯酸钠分解有关。再看电压选择，18伏相对较好，综合考虑，我们选择15伏直流电，通电40分钟，温度小于35度。这就是工业生产次氯酸钠的发生器，实际上就是电解饱和食盐水。