对于84消毒液你了解吗？
对于84消毒液，你了解吗？
——关于84消毒液性质的探究
现在84消毒液已经成为每家每户必备的一件物品，但是对于家里常用的84消毒液你有了解多少呢？而84消毒液使用起来是否有真正安全呢？对此我们利用84消毒液进行化学实验展开探究。
根据网上查到的资料，84消毒液所含的主要成分为次氯酸钠（NaClO），它的杀菌原理是利用次氯酸钠的水解所产生的次氯酸（HClO）,所分解出的活性氧[O]，使得细菌等微生物的蛋白质变性，从而使得病菌死亡。而所涉及的反应方程式如下：
NaClO+H2O；HClO—→HCl+[O]
根据介绍84消毒液是利用活性氧[O]杀菌,而不是像ClO2 那样利用Cl元素杀菌消毒，完全是安全的，不会产生过量的氯，对人体没有伤害。可真的是这样吗？
首先我们观察了超市里出售的几种不同品牌的84消毒液。我们发现市场上所销售的84消毒液大致可分为三种：①普通的低浓度84消毒液，液体无色透明；②普通的高浓度84消毒液，液体呈淡绿色；③新型的84消毒液，液体无色透明，里面混有一些表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）和香精。我们决定选用第二种84消毒液进行试验。
我们产生的第一个疑问就是为什么这种消毒液呈淡绿色，我们的初步猜测是在84消毒液的生产过程中通入了过量的氯气（Cl2），而导致一部分氯气溶在水中呈现出绿色（类似于氯水）。于是我们进行了第一个实验。
实验一：探究问题：84消毒液所呈现的绿色是因为溶解了过量的氯气吗？
实验步骤：取一定量84消毒液于烧杯中，向烧杯中加入少量的苯（C6H6），充分震荡，静置。
实验原理：利用卤素单质易溶于有机溶剂的原理，进行萃取。
实验现象：液体分成两层，上层（苯层）为无色透明，下层（水层）为淡绿色透明。
实验分析：从实验现象可以看出苯并没有从84消毒液中萃取富集到过量的氯气。由此可以证明84消毒液中的绿色并不是因生产中通入的氯气过量所致。
通过查阅资料我们发现常温下的次氯酸钠（NaClO）溶液也是呈淡绿色，由此说明84消毒液的淡绿色来源于它所含有的次氯酸钠（NaClO）。
在进行试验中我们发现，84消毒液倒入烧杯后静置时，有少量气泡不断从溶液中冒出。根据方程式：2HClO—→HCl+O2↑所产生的气体应该是氧气。但我们对此产生了怀疑，认为所产生的气体应该是氯气。对此我们继续进行试验探究。
实验二：探究问题：84消毒液常温下静置时产生的少量气体是氯气吗？
实验步骤：将润湿的淀粉碘化钾试纸放在盛有84消毒液的试管口。
实验现象：淀粉碘化钾试纸迅速变蓝，试纸上的一部分很快又褪色。
实验分析：从实验现象中可以明显看出该气体是一种具有氧化性的气体，而O2、Cl2都具有氧化性，从这个现象中还是无法充分说明该气体为氯气；但是后一个现象可以充分证明，所产生的气体为氯气。
产生的气体为氯气，而这个结论又不符合所查阅的资料中的结论。氯气究竟是怎么产生的呢？对此我们进行了实验分析，如下：
探究问题：84消毒液中为什么会产生少量的氯气？
猜想：84消毒液中的主要成分次氯酸钠在光照条件下少量分解产生了氯气。
分析：通过查阅资料我们发现84消毒液中的主要成分次氯酸钠的确会在光照或加热条件下发生分解，但分解的产物并不是氯气，而是氯化钠（NaCl）和氯酸钠（NaClO3），反应方程
式：2NaClO—→NaCl+NaClO3并没有产生氯气。据我们观察发现，实验一中加入苯的84消毒液中没有气泡产生，据我们分析这是由于苯浮于液面上，而阻碍了84消毒液与空气的接触，所以应该是空气中的某种成分与次氯酸钠反应，产生了氯气。而这种成分在空气中所占的比重一定相对较少，否则会有大量氯气生成。由此我们做出猜测是空气中的二氧化碳（CO2）与84消毒液中的次氯酸钠反应产生氯气。
还记得在化学课上，学习有关氯气的知识时，老师曾给大家讲过84消毒液不能和洁厕灵一起使用，因为84消毒液的主要成分是次氯酸钠，洁厕灵的主要成分是盐酸，二者相遇会发生归中反应，生成氯气。这个反应是否是因为洁厕灵中的盐酸浓度过高而导致的呢？对此我们进行了进一步的实验探究。
实验三：探究问题：84消毒液与盐酸反应会产生氯气是否与盐酸浓度有关？
实验1：84消毒液与浓盐酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴浓盐酸（6mol/L）
实验现象：有大量氯气生成，泡沫涌出试管。
实验2：84消毒液与稀盐酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴稀盐酸（0.1mol/L）
实验现象：有大量氯气生成。
通过以上两个实验证明84消毒液与盐酸反应会产生氯气与盐酸浓度无关，84消毒液一旦接触到盐酸，就会迅速发生反应生成氯气。反应原理就应该是不同价态氯元素发生的归中反应。但据我们课下查阅的资料，洁厕灵的主要成分并不是盐酸，而是磷酸（H3PO4）。那么在没有盐酸提供氯离子的条件下84消毒液能和其它酸反应产生氯气吗？对此我们进行了一系列的实验来探究这一问题。
实验四：探究问题：84消毒液与其它酸反应是否会产生氯气？
实验1：84消毒液与稀硫酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴稀硫酸（0.1mol/L）
实验现象：有少量氯气生成。
实验2：84消毒液与浓硫酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴浓硫酸（浓度70%）
实验现象：有大量氯气生成，泡沫涌出试管。
实验3：84消毒液与稀硫酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴稀硝酸（0.1mol/L）
实验现象：有大量氯气生成。
实验4：84消毒液与亚硫酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴亚硫酸（0.1mol/L）
实验现象：无明显现象。
实验5：84消毒液与冰醋酸的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴冰醋酸
实验现象：有氯气生成。
实验6：84消毒液与草酸的反应
（1）实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴草酸溶液（浓度30%）实验现象：无明显现象。
（2）实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量草酸（粉末状固体）实验现象：有氯气生成。
实验7：84消毒液与苯酚（石炭酸）的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量苯酚
实验现象：无明显现象。
实验8：84消毒液与维生素C的反应
实验步骤：将两片维生素C药片放入研钵碾碎，取少量84消毒液于试管中，将维生素C倒入试管中。
实验现象：开始时有大量无色无味气体生成，一段时间后有氯气生成。
由此可见，84消毒液与大部分酸反应时都会产生氯气，尤其当酸的浓度很高时，反应就更加强烈。那么这就可以解释之前的84消毒液为什么在静置时会有少量氯气产生，这是因为空气中的CO2气体溶于水产生少量的碳酸，是碳酸与84消毒液中的次氯酸钠反应生成少量的氯气。可是这些酸中并没有氯离子的存在，为什么还能与84消毒液反应呢？还有为什么亚硫酸、草酸溶液不能84消毒液产生氯气呢？
通过询问化学老师我们得知草酸是一种具有还原性的酸，而亚硫酸（H2SO3）也有还原性。而84消毒液的主要成分次氯酸钠是一种强氧化剂，二者相遇发生的是氧化还原反应。根据氧化还原原理，亚硫酸根应被氧化成硫酸根。对此我们进行实验验证。
实验五：探究问题：亚硫酸根是否被次氯酸钠氧化生成硫酸根？
实验步骤：（1）取少量84消毒液于试管中，向试管中滴加几滴亚硫酸（0.1mol/L）；
（2）向试管中加入少量Ba(OH)8·8H2O，震荡，试管底部出现白色沉淀；
（3）向试管中加入过量稀盐酸，至不再有生成氯气，观察，底部白色沉淀不溶解。实验原理：利用钡离子检验硫酸根的存在,由于亚硫酸根同样能与钡离子反应出现白色沉淀，因而要加入强酸，进一步检验。
通过这个实验可以得出结论，亚硫酸不与84消毒液反应生成氯气是由于，亚硫酸直接被次氯酸钠氧化成硫酸，进而生成硫酸盐，而次氯酸根被还原成为氯离子。而且亚硫酸是由二氧化硫气体与水反应生成的（SO2+H2O2SO3），而二氧化硫气体的溶解度很低，在水中电离出的氢离子就更少了，所以不会生成氯气。
通过这一系列的实验，我们得出结论：84消毒液之所以会与大多数酸反应生成氯气，实际上是与氢离子发生反应。这样就恰好可以解释酸的浓度不同而产生氯气的量也不同。可对此我们有产生了新的疑问：84消毒液中的次氯酸钠是如何与氢离子发生反应的呢？反应原理又是什么呢？84消毒液中的主要成分除了次氯酸钠还会有什么呢？生产84消毒液时是把氯气通入氢氧化钠溶液中，使氯气发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，反应方程式：NaOH+Cl2—→NaClO+NaCl。而在生产中不可能将氯化钠除去，所以84消毒液中一定含有与其中的次氯酸钠等物质的量的氯化钠。另一个问题就此产生，溶液中的氯化钠为什么不会和次氯酸钠发生归中反应生成氯气呢？通过查阅资料，我们了解到次氯酸钠可以在碱性条件下稳定存在。于是我们做出猜测，84消毒液中一定含有游离的氢氧根（OH-），是氢离子中和了氢氧根而导致碱性条件被破坏，从而使得次氯酸钠和氯化钠发生反应产生氯气。为了验证这个猜测我们进行了相关实验。
实验六：探究问题：84消毒液中是否有氢氧根存在
实验1（1）：pH试纸检测
检测结果：试纸变成深蓝色，对比标准比色卡读出pH值范围在11～12之间，属于强碱性；试纸很快被漂白。
实验1（2）：电子pH计检测
检测结果：pH值为11.6
实验2（1）：84消毒液与氯化铝的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴氯化铝溶液
实验现象：有氯气产生，出现白色胶状沉淀，继续滴加沉淀不消失。
实验3（2）：84消毒液与硫酸铝的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴硫酸铝溶液
实验现象：出现白色胶状沉淀，继续滴加沉淀不消失。
实验4：84消毒液与硫酸锌的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴硫酸锌溶液
实验现象：出现白色胶状沉淀，继续滴加沉淀不消失。
实验5（1）：84消毒液与硫酸铜的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴硫酸铜溶液（浓度5%）
实验现象：出现蓝色絮状沉淀，静置后变为黑色沉淀。
实验5（2）：检验黑色沉淀
实验步骤：将（1）中的反应后液体进行过滤，得到少量黑色沉淀物。向沉淀物上滴加几滴稀硫酸，沉淀物溶解，溶液为蓝色。
结论：黑色沉淀物为氧化铜。
实验6：84消毒液与饱和氯化铁溶液的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴氯化铁溶液
实验现象：有氯气产生，出现红褐色絮状沉淀。
通过以上的一组实验可以证明在84消毒液中存在游离的氢氧根，而且数量不是很多，碱性中强。所以说我们刚才的猜测是有可能的。
我们还在84外瓶的使用说明上发现了一条,尽量不要与金属制品接触。而我们知道84消毒液是碱性物质，而一般来说能与金属反应的物质是酸，碱不能与金属反应，这就与说明书上所写的不符。而这究竟会是怎样的呢？我们继续进行实验探究。在日常生活中最为常见的金属就是铁和铝了，于是我们选择了这两种物质。
实验七：探究问题：84消毒液能否与常见的金属反应。
实验1：84消毒液与铁的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，将一根粗铁丝用砂纸打磨后插入试管中。
实验现象：铁丝表面迅速变成黑色，静置一段时间后变成红褐色。
实验2：84消毒液与铝的反应
实验步骤：取适量84消毒液于小烧杯中，将一片铝片表面用砂纸打磨后插入盛有消毒液的烧杯中。
实验现象：开始时无明显现象，静置10个小时后烧杯内有白色絮状沉淀生成。
实验3：84消毒液与镁的反应
实验步骤：取适量84消毒液于试管中，将一段镁条表面用砂纸打磨后插入盛有消毒液的烧杯中。
实验现象：开始时无明显现象，静置30分钟后表面有很少量的气泡产生，试管中出现少量白色沉淀。
实验4：84消毒液与铜的反应
实验步骤：取适量84消毒液于试管中，一根粗铜丝用砂纸打磨后插入试管中。
实验现象：开始时无明显现象，静置8小时后液面以上暴露于空气中的铜丝表面产生大量铜绿，试管中无明显现象。
实验分析：通过以上实验我们发现，84消毒液的确可以与常见的金属发生反应。而对于不同的金属反应原理不同。与铁反应时84只是依靠它的强氧化性使铁被氧化生锈，而与镁、
铝这两种较为活泼的金属反应时则是依靠它的碱性（和与氢氧化钠反应类似）。
通过这个实验也可以看出84消毒液具有很强的氧化性。
而84消毒液的氧化性究竟有多强呢？我们进行了进一步的实验探究。
实验八：检验84消毒液氧化性
实验1：实验1：84消毒液与硫酸亚铁的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量硫酸亚铁固体颗粒。
实验现象：迅速出现红褐色絮状沉淀。
实验2：84消毒液与硫酸锰(MnSO4)的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量硫酸锰粉末。
实验现象：迅速出现褐色沉淀。
实验分析：由于锰盐我们在化学课上并没有学过，我们通过询问老师和查阅一些资料发现所产生的褐色沉淀并不是氢氧化锰[Mn(OH)2],而是四氧化三锰（Mn3O4），是由氢氧化锰脱水生成一氧化锰后进一步被氧化生成的。
实验3：84消毒液与双氧水的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，滴加几滴双氧水（浓度30%）。
实验现象：有大量气泡产生，产生的气体无刺激性气味。
实验分析：反应方程式：NaClO+H2O2—→O2↑+H2O+NaCl
在这个反应中：过氧化氢做氧化剂，次氯酸钠做还原剂，由此可见过氧化氢的氧化性要强于次氯酸钠。
实验4：84消毒液与硫化钠（NaS）的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量硫化钠固体颗粒，振荡至固体颗粒完全溶解。
实验现象：无明显现象，试管壁变热。
实验分析：反应方程式：Na2S+4NaClO—→4NaCl+Na2SO4
Na2S+3NaClO—→Na2SO3+3NaCl
在这个反应中：过氧化氢做氧化剂，次氯酸钠做还原剂，由此可见过氧化氢的氧化性要强于次氯酸钠。
实验5：84消毒液与硫代硫酸钠（Na2S2O3）的反应
实验步骤：取少量84消毒液于试管中，加入少量硫代硫酸钠固体颗粒，振荡至固体颗粒完全溶解。
实验现象：出现黄色沉淀，试管壁变热。
对于以上问题我们提出一些自己的建议。
1.使用84消毒液时一定要严格按照说明书上的比例进行稀释（大约配比在1：100以上），
千万不可使用84消毒液原液进行消毒；
2.84消毒液的尽量不要放在厨房或者厕所马桶附近等容易接触酸性物质的地方；
3.尽可能地少使用84消毒液，可用一些有机消毒药水代替；
4.切勿用84消毒液给伤口消毒，尽量不要长时间让皮肤接触消毒液；
5.不要用84消毒液清洗一些金属制品；
6.不要让84消毒液接触到布料或纸张。