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与新冠病毒有关的高考化学知识点

与新冠病毒有关的高考化学知识点。下面对与新冠疫情有关的化学知识背景做一个总结科普。
 
一、气溶胶
 
 
这个名字在大众眼里挺吓唬人的,普通人最怕专业名词,没听过的专业名词越多,可能谣言也越多。气溶胶,是不是因为胶有粘性,可以粘住,所以病毒才这么容易传播?
其实这里的胶与大家理解的粘性并无直接关系,就是飞沫传播的一种专业提法。咳嗽、吐痰、打喷嚏、说话等会形成数以十万计的飞沫,它们属于分散质,其中会包含病毒,飞沫直径在1~100nm之间。
 
空气属于分散剂,按照分散剂的状态分类属于气溶胶,该分散系属于胶体。这个知识背景可与胶体的相关知识结合考察,一般出现在STSE类或者实验题中,选择题和主观题都有可能考察。
 
 
二、广谱杀菌消毒剂
 
 
有人调侃说新冠病毒的带货能力超过李佳琦,只要网上新闻一出,不管谣言与否,什么药品或消毒剂可以有效杀菌抗病毒,立马卖脱销。
在防御病毒的过程中,敌暗我明,只能广泛撒网,消除病毒存在的一切可能性。
国家卫健委高级别专家组成员李兰娟院士在记者会上透露:新型冠状病毒怕酒精,不耐高温(56℃加热30分钟新冠病毒就死亡了)。按照通常经验,75%酒精、含氯消毒剂、双氧水、过氧乙酸等均可有效杀灭环境中的病毒。下面将这几种常见消毒剂做一简单介绍。
 
(一)  84消毒液
84消毒液的命名有一段有趣的故事,之所以叫这个名字就是因为它是1984年研制出来的,是不是感觉这个名字起得太随意了。
当时正值改革开放初期,国家急需尽快发展卫生医疗事业,为了降低全国传染病的致病率,需要一种有效的可以在全国推广的消毒剂,国家下任务搞专项科研,借鉴了当时国外医用消毒剂的先进经验,当年,成品配方在北京第一传染病医院(后来的地坛医院)诞生,被命名为84消毒液,这个名字沿用至今。
84消毒液
NaClO是白色粉末,易溶于水。我们通常见到的都是浓缩液,是次氯酸钠和表面活性剂的混配消毒剂。有效成分为次氯酸钠(NaClO),有效氯含量为1.1%~1.3%。适用于一般物体表面、白色衣物、医院污染物品的消毒。
NaClO具有强氧化性,作漂白剂,其漂白原理是NaClO水解生成具有漂白性的HClO(次氯酸)。通俗讲,HClO(次氯酸)具有强氧化性,能使细菌病毒中的蛋白质被氧化变性,因而能够起到消毒的作用。
84消毒液有一定的刺激性与腐蚀性,使用时最好戴手套。且必须稀释以后才能使用。84消毒液的漂白作用较强,尽量避免与有色衣物接触。这里体现了化学性质漂白性。
网上有文章有用电池组做直流电源电解饱和食盐水至水溶液呈现黄绿色,电解生成的氯气与氢氧化钠反应获得次氯酸钠溶液,这种自制84消毒液的方法,不建议模仿,家庭环境容易造成氯气逸散,带来危险。
另外,切记不能把84消毒液与洁厕灵混用,洁厕灵主要起强力清洁的作用,并不属于消毒剂这里涉及到ClO-和Cl-在酸性条件下发生归中反应产生氯气,同样比较危险。
最后,我们在生活中要注意久置的84消毒液是无效的,它需要在避光条件下密封保存。NaClO水解生成的HClO(次氯酸)会见光分解,从而失去氧化性而失效。
 
(二)过氧乙酸
 
过氧乙酸大家相对陌生一些,但在医院却是再常见不过的物质了。过氧乙酸消毒液有很强的氧化性,与84消毒液、漂白粉(次氯酸钙)等被作为医疗或生活消毒药物使用,为高效、速效、低毒、广谱杀菌剂,对细菌繁殖体、芽孢、病毒、霉菌均有杀灭作用。
可广泛应用于各种器具及环境消毒,0.2%溶液接触10分钟基本可达到灭菌目的。此外,由于过氧乙酸有较强的挥发性,能空气进行杀菌、消毒,有效杀灭气溶胶中的病毒。
 
过氧乙酸
 
过氧乙酸又名过乙酸,分子式C2H4O3,无色透明液体,呈弱酸性,易挥发,有刺激性气味,可溶于水或乙醇等有机溶剂。
 
过氧乙酸为强氧化剂,腐蚀性强,有漂白作用。过氧乙酸的合成原料为冰醋酸、硫酸、过氧化氢。过氧乙酸不稳定,降解产物为冰醋酸和过氧化氢。
制备的方程式 : 
CH₃COOH+H₂O₂⇌CH₃COOOH+ H₂O
过氧乙酸性质与双氧水类似,都是通过过氧链来体现强氧化性,其次,过氧乙酸也和过氧化氢一样,容易分解,因此在保存上也需要避光密封保存。在考题中作为过氧化氢H₂O₂的性质迁移的考察形式出现。
 
(三)医用酒精
市售的酒精有很多种,可用于消毒的酒精是75%的酒精,生活中常见的老白干等高度白酒也能起到类似的作用。通俗来说,酒精作用于病毒细菌的蛋白质导致蛋白质失活变性,从而起到消毒作用。
75%的酒精
从化学知识的角度来说,大家都知道,生物界本质上来说就是一个水环境,水是一切生命化学反应的载体。水分子属于极性很强的分子,而乙醇分子属于极性较小的分子,加入乙醇就会使消毒位置局部环境的极性降低。
 
在其中病毒上蛋白质在形成确定的分子结构后经过一定的盘曲折叠,保持一个特定的构型构象,才能发挥蛋白质的特定功能。蛋白质的特定构象会通过一定数目的分子内氢键相互联系。
蛋白质中的不同位置存在亲水基和憎水基,由于乙醇分子的出现,导致亲水基及憎水基在空间上的位置会发生相应改变即氢键会发生调整,这时,蛋白质的折叠方式就发生了改变,从而无法保持原有的功能从而变性。
乙醇是通过改变蛋白质的构型构象使蛋白质变性,并没有改变蛋白质的分子结构。而像84消毒液、过氧乙酸这样的氧化剂,则是通过氧化还原反应,破坏了蛋白质的分子结构,这是另一种使蛋白质变性的方式。
另外,乙醇还可以通过作用于细菌的细胞壁,使细菌细胞破坏溶解;通过抑制细菌的酶系统,阻碍正常代谢从而抑制细菌生长繁殖。这属于生物学范畴,这里就不展开介绍了。
 
(四)高锰酸钾
高锰酸钾(KMnO₄)溶液,主要用于皮肤外伤的消毒药剂。
高锰酸钾为紫黑色晶体,与某些有机物或易氧化物接触,易发生爆炸,易溶于水,微溶于乙醇、丙酮、硫酸。高锰酸钾同样是通过氧化蛋白质起到杀菌的作用,但是高锰酸钾相对来说价格较贵,不适合大规模喷洒作业。
高锰酸钾是一种强氧化剂,发生的反应众多,且比较常见,知识背景不算新颖。
 
(五)碘伏
碘伏是单质碘与聚乙烯吡咯烷酮的不定型结合物。大家更熟悉的是碘酒。但是碘伏相对来说更加温和、安全,且在碘伏中的碘单质较碘酒更加稳定,所以现在碘酒逐渐被淘汰了。
聚乙烯吡咯烷酮可溶解分散9%~12%的碘,此时呈现紫黑色液体。但医用碘伏通常浓度较低(1%或以下),呈现浅棕色。碘伏具有广谱杀菌作用,可杀灭细菌繁殖体、真菌、原虫和部分病毒。
在医疗上用作杀菌消毒剂,碘伏消毒液适用于皮肤消毒,手术部位消毒及手术前刷手消毒。与医用酒精相比,碘伏引起的刺激疼痛较轻微,易于被病人接受,而且用途广泛、效果确切,基本上替代了酒精、红汞、碘酒、紫药水等皮肤粘膜消毒剂。
碘伏利用的是碘单质作为卤素单质的氧化性起到杀菌作用,但是碘单质相对于氯气和溴单质来说氧化性较弱,所以在外伤处理时对皮肤的伤害较小。
碘伏
 
 
小结
 
 
高考题中出现这些知识背景,并不意味着题目就要难得无从下手了。一方面,新颖的知识背景有助于题目的展开和知识点的综合考察,另一方面,高考突出选拔工具的作用,也是培养高尚价值观,强调人文关怀的阵地。所以出现结合时事及科技前沿的知识背景是必然的。
 
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