师：同学们好，上节课我们以84消毒液为载体，回顾了氧化还原反应的基本概念。通过回顾可知，84消毒液的消毒原理主要是利用其有效成分次氯酸钠转化为氧化性更强的次氯酸，来达到消毒杀菌的目的。84消毒液诞生于1984年，也因此得名。随着人们卫生水平的提高以及科学技术的发展，消毒产品不断优化更新，接下来我们一起揭秘消毒液的前世今生。

　　第一代消毒产品的有效成分为次氯酸钠，生活中常见的产品就是84消毒液，其杀菌消毒率高，但有强腐蚀性。第二代消毒产品的有效成分为对氯间二甲苯酚，成本高、有轻微毒性和轻微腐蚀性。第三代消毒产品的有效成分为单双链复合季铵盐，杀菌消毒率很高，但易产生抗药性。第四代消毒产品的有效成分为二氧化氯，它是国际上公认的高效消毒灭菌剂，杀菌效果是含氯消毒剂的2到3倍。那二氧化氯是一种什么物质呢？我们一起来看看它的简介。

　　二氧化氯是汉弗莱·戴维于1811年发现的。根据浓度不同，它是一种黄绿色到橙黄色的气体，浓度很高时具有与氯相似的刺激性气味，浓度极低时具有青草气味及轻微的甜味。二氧化氯常用作氧化剂、脱臭剂、杀生剂、保鲜剂、漂白剂等。因其杀菌能力极强，且对人体及动物没有危害，对环境也不造成二次污染等特点，备受人们青睐。它不仅是一种不产生致癌物的广谱环保性杀菌消毒剂，而且在杀菌、食品保鲜、除臭等方面表现出显著效果。

　　为什么二氧化氯消毒更高效？化合价越高，氧化性越强吗？氧化还原反应有什么规律？又有哪些应用？本节课，我们在上节课已回顾的基本概念、氧化还原方程式的配平与计算基本规律之守恒规律的基础上，继续回顾氧化还原反应中氧化性还原性强弱的比较，以及氧化还原反应基本规律之强弱规律和先后规律。

　　上节课，我们探究了在亚铁离子与硫氰化钾的溶液中加入84消毒液，溶液变红的实验，这说明亚铁离子被次氯酸钠氧化为三价铁离子。该反应中亚铁离子作还原剂，次氯酸根离子作氧化剂，生成的三价铁离子为氧化产物，氯离子为还原产物。还原剂和还原产物都具有还原性，但还原剂的还原性强于还原产物的还原性，所以反应中亚铁离子的还原性强于氯离子。同样，氧化剂和氧化产物都具有氧化性，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，所以该反应中次氯酸根离子的氧化性强于三价铁离子的氧化性。因此，我们可以根据反应原理判断氧化性和还原性的相对强弱：同一个氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，即前强后弱。

　　接着来看规律。我们知道亚铁离子和碘离子都具有还原性，那么向碘化亚铁溶液中加入少量的次氯酸钠溶液，哪个离子优先反应呢？当同一种氧化剂与不同还原剂反应时，还原性强的优先反应，即先强后弱规律。由于碘离子的还原性强于亚铁离子，所以向碘化亚铁溶液中加入少量的次氯酸钠溶液时，碘离子优先被次氯酸钠氧化。

　　高氯酸是氯元素所形成的最高价氧化物的水化物，是无机酸中最强的含氧酸。那它的氧化性是否最强呢？研究发现，室温时高氯酸的氧化性很弱，但热浓的高氯酸氧化性很强。随着温度、浓度、pH等条件的改变，氧化性还原性会发生改变。所以我们可以根据反应条件判断氧化性和还原性的相对强弱：

　　浓度：同一种物质浓度越大，氧化性或还原性越强。如浓硫酸的氧化性强于稀硫酸，浓硝酸的氧化性强于稀硝酸，浓盐酸的还原性强于稀盐酸。

　　温度：同一种物质温度越高，其氧化性越强。如热的浓硫酸氧化性比冷的浓硫酸氧化性强。

　　酸碱性：同一种物质所处环境酸碱性越强，其氧化性或还原性越强。比如高锰酸钾在酸性条件下氧化性大于中性，大于碱性环境。

　　同时，我们还可以根据“三表”来判断氧化性、还原性相对强弱的大小：

　　元素周期表：从左到右，随着原子序数的递增，非金属单质的氧化性逐渐增强，对应离子的还原性逐渐减弱；从上到下，随着原子序数的递增，金属单质的还原性逐渐增强，对应阳离子的氧化性逐渐减弱。

　　金属活动顺序表：单质的还原性逐渐减弱，对应阳离子的氧化性逐渐增强。

　　非金属活动性顺序表：氟气、氯气、氧气、溴单质、碘单质、硫得电子能力逐渐减弱，氧化性逐渐减弱，它们对应的离子失电子能力逐渐增强，还原性逐渐增强。

　　最后，我们可以依据反应中元素价态的高低，判断氧化性、还原性的相对强弱。条件相同时，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的，其氧化性强。比如氯气将金属铁氧化为三价，而硫单质只能将金属铁氧化为正二价，所以氯气的氧化性强于硫单质。相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的，其还原性强。比如金属铜把三价铁离子只能还原成二价铁离子，而金属锌能够把三价铁离子还原为金属铁，所以还原性锌强于铜。

　　为什么二氧化氯消毒更高效呢？要解决这个问题，我们得知道含氯消毒剂消毒能力的依据和衡量标准，即有效氯含量。有效氯含量越高，消毒剂的消毒能力越好。如何计算有效氯含量呢？其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克氯气的氧化能力。下面我们计算一下二氧化氯的有效氯含量，以次氯酸钠作为标准。

　　设次氯酸钠的质量为1克。1摩尔的次氯酸钠在反应中被还原为氯离子时得电子的数目为2摩尔。因此，1克次氯酸钠转化为氯离子时得电子的数目为2摩尔×（1克÷74.5克/摩尔）。同理，设二氧化氯的质量为1克。1摩尔二氧化氯被还原为1摩尔氯离子时，得电子的数目为5摩尔。因此，当1克二氧化氯被还原为氯离子时，得电子的数目为5摩尔×（1克÷67.5克/摩尔）。

　　那么二者的有效氯如何比较呢？它们的氧化能力相当于多少克氯气的氧化能力呢？我们设氯气的质量为r克。当1摩尔氯气被还原为1摩尔氯离子时，得电子的数目为2摩尔，那么r克氯气还原为氯离子时，得电子的数目为2摩尔×（r克÷71克/摩尔）。由得失电子守恒规律，我们得到这样一个等量关系。所以次氯酸钠的有效氯R1 = 71÷74.5 ≈ 0.95。而二氧化氯的有效氯R2经计算等于2.63。由计算得出结论，二氧化氯的有效氯值大，所以二氧化氯的消毒杀菌效果更好、更高效。