过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究
探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用
探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用过氧化氢（H2O2）分解制取氧气是一种常见的实验方法，常用的催化剂之一就是二氧化锰（MnO2）。
本文将探究二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气中的作用。
首先，过氧化氢是一种无色液体，其分子中含有两个氧原子，因此可以分解产生氧气。
过氧化氢分解反应的化学方程式如下所示: 2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)过氧化氢自发分解的速度非常缓慢，但当加入催化剂时，反应速率会显著提高。
催化剂的作用是降低反应的活化能，从而加快反应速率。
二氧化锰是一种黑色固体，具有良好的催化性能。
在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰作为催化剂的作用主要表现在两个方面。
首先，二氧化锰提供了一个表面供过氧化氢分解反应进行。
过氧化氢分子吸附在二氧化锰表面上，分子中的氧-氧键断裂，产生两个羟基自由基。
这些自由基继续吸附在二氧化锰上，继续发生分解反应，从而产生氧气和水。
二氧化锰的表面提供了一个能够容纳和稳定自由基的平台，从而促进过氧化氢分解反应的进行。
其次，二氧化锰还可以提供物理支撑，形成氧气的出口通道。
过氧化氢的分解反应会产生大量氧气气体。
二氧化锰作为固体催化剂，可以形成许多微小的孔隙和通道，提供氧气的排出通道。
这些孔隙和通道可以帮助将氧气从催化剂表面有效地释放出来，从而促进反应的进行。
综上所述，二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的反应中起到了催化剂的作用。
它提供了一个反应表面供过氧化氢分解反应进行，并提供物理支撑形成氧气的出口通道，使反应速率显著增加。
过氧化氢与二氧化锰的相互作用是一个复杂的过程，还有待更深入的研究来揭示其详细的机理。
过氧化氢催化分解制取氧气实验的探究与改进
果发现 ： 白色 的无 水硫 酸铜变 成蓝 色 。
实验后 ，发现没有对于此物质的描述。那么这种 白色物质 究竟是什么？如何消除？是否可以采用其他催化剂来代替 二氧化锰 ， 使其产生的氧气中没有这种 白色物质且催化效
６ ． 实验结论。 产生的氧气中伴随的白色物质为水蒸气。
二、 实验 设计 二
１ ． 实验原理 Ｈ ０ ： 长期保存有微量分解 ，很多离子如 ｃ ｕ 、 Ｆ ｅ 、 Ｍ ｎ ２ ＋ ． Ｎ ｉ ２ ＋ 、 ｃ ｒ ３ 十 、 Ｏ Ｈ 一 等都能加 速 Ｈ ： ０ ２ 的分解 。因 此， 催 化分 解是 Ｈ ０ 的 一种 特 胜＿ １ ｌ 。Ｗｅ ｉ ｓ ｓ 提 出了复 相催 化
７ ５ ０ ０ ２ １ ） （ 宁夏大学 化学化工学院， 宁夏 银川
摘要： 本文探究了人教版义务教 育课程标准 实验教科 书九年级上册《 化 学》 教材 中“ 二氧化锰做催 化剂分解过氧化氢 溶液制取氧 气” 的实验 中存在的问题 ， 并进行 了验证和改进 。
关 键词 ： 过氧化氢； 催化剂 ； 实验 改进 中图分 类 号 ： ０６ — ３ 文献 标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ８ — ０ ２ ４ ６ — ０ ２
果相似或者更好。鉴于以上考虑， 我们通过查 阅资料 ， 设计
实验 ， 并 进 行 了如下 的实 验探 究测 定 。 实验设计 一 １ ． 实验 原理 。 在 催化 剂 的作用 下 ， 过 氧化 氢分解 生成 水
过氧化氢制取氧气的催化剂
实验探究 ?【进行实验】
实验现象和分析
实验
现象
分析
带火星木条 常温下，过氧化氢分
不复燃
解产生氧气的速度 慢
迅速产生气泡 二氧化锰加快了过氧 带火星木条 化氢的分解速率
复燃
实验探究 ?【继续实验】
实验现象和分析
实验
现象
分析
前后质量 相等为0.2g
二氧化锰的 质量不变
继续产生气泡 带火星木条
复燃
二氧化锰的 化学性质不变
实验结论
?【文字表示式 】
二氧化锰
过氧化氢
水 + 氧气
（符号表示式： H2O2 MnO 2 H 2O + O2）
?【得出结论】
二氧化锰加快了该反应的速率，
本身的质量和化学性质不变。
知识梳理
催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化 学反应速率，而本身的质量和化学性质在反 应前后都没有发生改变的物质
催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用
知识提取 催化剂要点：
?一变： 改变反应速率
反应速度快或慢 产物的量不改变
?二不变： 本身的质量 本身的化学性质例题巩固
有关催化剂的说法正确的是（ D ）
A．催化剂只能加快物质的反应速度 改变 B．催化剂在化学反应前后质量和性质不变 物理性质 C．MnO2是过氧化氢唯一的催化剂 氧化铜等 D．过氧化氢没有催化剂也能反应生成氧气
催化剂
珠海 文园中学 梁贞洁
本课内容 实验室探究过氧化氢溶液制取氧气反应 化学表达式的正确书写
催化剂和催化作用
生活情景
【主要成分】 :过氧化氢 H 2O2
【含量规格】: 3% 【医疗作用】: 消毒
过氧化氢分解生物催化剂的比较探究
广泛。 效果好 。 （） ３ 反应后 的产物 是水 和氧 气， 对环 境无任 何污
定量 的存 在 。我们 选 择在绿色 植物 中寻找 良好的
生物催 化剂， 相对于动物 肝脏 、血液较为清洁， 易于储
存。 １ 实验部分
有 文 献 报 道 多 种 化 学 催 化 剂 如 Ｍｎ ｃ ２３ Ｏ、 ｒ 、 ０ Ａ２ ｇＯ、Ｆ２３ ｕ 等 能催 化Ｈ０分解放 出氧气 。 ｅＯ 、ｃ ０ ２２ 。 州
但是这些化学催化剂 的催化 能力不 同， 孙丹儿 、殷 莉
时， 新鲜 土 豆 、辣 椒Fra bibliotek、苦 荬 菜 叶分 别切 成绿豆 大 将
１ ． 不同浓度Ｈｏ对 反应速 率的影响 ．３ ３ ２２ 不同浓度Ｈｚ２ Ｏ 是否对 反应速率 有影响 ？为 了解
决这个 问题， 我们 做 了如下 实验 ；分别取ｌ ％、 Ｏ
１％、２９、 ３９ 液 各 ３ 、 ２ 、 １ ｍｌ ｌ 和 ５ ０６ ０６ 溶 ｍｌ ｍｌ ． 、 ｍｌ ５
新鲜辣 冒泡沫５ 均匀 —较缓 和一 ｍ ｎ ５ ｉ后减 能复燃 椒肉 ６ ｎ ｍｉ 后泡沫量 较慢 一几 慢，２ ｉ ４ｒ ｎ ａ 减少。 同时掖泡 乎停 止 反应完
变大溶液略显 绿色． 放热 。
３ １
３０新鲜苦荬菜在室温 下反应 。结果如表４ ． ｇ 所示。
表４ 不同浓度凰Ｏ 在鲜嫩苦 荬菜叶催化下的反应速率
（ 的浓度 ） ２
０ ０ －２
产生ｏ 的速 率 （ ／） ２ ｍｌ ｓ
２ Ｏ—生 ｏ ２Ｏ ．Ｏ ４ ６ ０— ｏ １２ ．５ Ｏ６ 一ｏ Ｉ７ ＿ｌ ２２ ．２
催化剂 反应 现象 反应速度 完全反应 火星试验 反应后
过氧化氢制取氧气的原理
过氧化氢制取氧气的原理一、引言氧气是生活中常见的气体之一，它在医疗、工业和科学研究等领域有着重要的应用。
过氧化氢（H2O2）是一种常见的化学品，它可以通过一定的方法制取氧气。
本文将介绍过氧化氢制取氧气的原理及相关过程。
二、过氧化氢的性质过氧化氢是一种无色液体，具有较强的氧化性。
它可以与许多物质反应，产生氧气和水。
过氧化氢在储存和运输时需要特殊的注意，避免其分解或爆炸。
三、过氧化氢制取氧气的原理1. 催化分解法过氧化氢可以通过催化分解的方法制取氧气。
一种常用的催化剂是二氧化锰（MnO2），它可以加速过氧化氢的分解反应。
当过氧化氢与二氧化锰接触时，会发生以下反应：2H2O2（过氧化氢）→2H2O（水）+ O2（氧气）2. 热分解法另一种制取氧气的方法是利用过氧化氢的热分解。
当过氧化氢受热时，其分子内的氧气键断裂，分解为水和氧气。
这种方法通常需要在高温下进行，例如使用催化剂加热或通过电加热。
3. 光解法光解是指利用光能使化学物质发生分解反应的方法。
过氧化氢也可以通过光解来制取氧气。
当过氧化氢受到紫外线或可见光的照射时，会分解为水和氧气。
这种方法常用于实验室中小规模制取氧气的需求。
四、过氧化氢制取氧气的实验过程1. 准备实验装置：需要一个适当的容器来储存过氧化氢，可以使用试管或烧瓶。
同时需要一个催化剂，如二氧化锰，以及一个收集氧气的装置，如气球或气体收集瓶。
2. 加入催化剂：将适量的催化剂加入容器中。
3. 加入过氧化氢：将过氧化氢缓慢地加入容器中。
4. 观察反应：观察过氧化氢分解反应的进行，可以观察到氧气的产生。
5. 收集氧气：将产生的氧气通过管道或导管引导到收集装置中。
6. 实验注意事项：在进行过氧化氢分解实验时，需要注意安全问题。
过氧化氢具有较强的氧化性，应避免与易燃物质接触。
同时，实验操作要小心，避免剧烈分解或爆炸。
五、过氧化氢制取氧气的应用过氧化氢制取氧气的方法在实验室中常用于小规模制取氧气的需求。
过氧化氢进行氧气分解制取的研究
科技纵览Overview of science■ 罗宇轩过氧化氢进行氧气分解制取的研究摘要：在氧气分解制取的过程中，利用过氧化氢能够收到较为理想的效果。
对此，本文首先分析了过氧化氢进行氧气分解制取的相关问题，然后结合实验的具体案例，探究了过氧化氢进行氧气分解制取的实验过程。
关键词：过氧化氢；氧气分解；制取方法根据我国高中化学的教材内容可以看出，氧气的制作和生成会伴随许多白色物质的出现，这会在一定程度上影响到实验的效果。
那么，要怎样弄清这种白色物质的来源，并要采取何种方式进行消除，学生可以自主展开思考和探究。
要找出能够替代二氧化锰的催化剂，并进行相应的实验设计，掌握利用过氧化氢进行氧气分解制取的方法。
1过氧化氢进行氧气分解制取的问题探讨在正常的温度当中，过氧化氢可以在催化剂的影响之下产生作用，进行分解并制造出氧气。
在高中化学学习阶段，学生也可以在课堂上展开实验，根据过氧化氢分解制作氧气的方程式，结合实际原理进行氧气的制作。
该方式具备许多优势，比如反应过程不必加热，对于反应速度有较大空间的选择，且反应过程比较容易调控，耗费成本不高。
但是，要选用这一方式进行氧气制作，就要先处理好一些技术性的问题。
要仔细探究这类反应会产生何种影响因子，以及其最终效果究竟怎样，然后找到最佳实验途径[1]。
在学习过程中，学生可以说出自己所想要研究的影响因素之一，将其作为实验的目标。
学生可向老师提出各式各样的问题，但归根结底，基本都涵盖了催化剂、溶液浓度、实际操作对反应的影响等。
对此，可以将“过氧化氢催化分解制取氧气的方法影响因素”作为研究的课题，再按照提出的各种问题，学生自主分为几个小组，研究并拟定实验方案。
2过氧化氢进行氧气分解制取的实验探究2.1研究催化剂种类对过氧化氢进行氧气分解制取的影响有的物质比如强碱、重金属离子、活性炭等，都可以让过氧化氢进行催化分解。
但是，这部分物质的效果却比不上一些过渡元素金属以及其氧化物。
过氧化氢催化剂的研究 实验报告
过氧化氢催化剂的研究摘要：过氧化氢是目前实验室制取氧气安全、廉价的试剂。
由于过氧键的特殊性质，有各种各样的催化剂可供选择。
本文就过氧化氢催化剂的选择进行探究。
关键词：过氧化氢氧气催化剂氧气在化学实验中十分重要，初中课本中制备氧气的途径之一是过氧化氢催化分解。
随着工艺的改进，过氧化氢的成本不断降低，是一种很有前途的制备氧气的途径。
过氧化氢具有过氧键，-O-O-中O不是最低氧化态，故不稳定，容易断开。
常温下波长为320～380nm的光照射，或是加热，使用催化剂都可以加速过氧化氢的分解。
光照速度太慢，加热浪费能源，而分解速率不稳定，所以寻找一种合适的催化剂便更加重要。
过氧化氢的催化原理主要有以下几种：1.氧化重金属氧化物或金属盐，生成的物质立刻分解放出氧气。
例：H2O2+MnO2=H2MnO4H2MnO4+H2O2=MnO2+O2↑+2H2O2.过氧化氢在碱性条件下容易分解为氧气和水，氢氧根使溶液显碱性，利于过氧化氢的分解。
由于可溶性碱普遍有较强腐蚀性，难溶性碱不稳定且成本较高，故一般不采用此做法。
难溶性碱氢氧化铜氢氧化铁氢氧化镁价格（元/500g）66.7 46.3 1003.过氧化氢酶的催化。
由于过氧化氢酶不易回收，成本较高，受活性影响严重，所以一般不采用此种做法。
进一步探究第1种情况下的催化剂，我选取了中学实验室常见的几种物质进行探究：金属氧化物：MnO2、Fe2O3、CuO金属盐（溶液）：CuSO4、FeCl3下面是这些物质的物理性质：金属氧化物金属盐（溶液）物质二氧化锰三氧化二铁氧化铜硫酸铜三氯化铁性状黑灰色粉末红色粉末黑色粉末蓝色溶液黄色溶液密度（103kg·m-3） 5.02 5.24 6.31 - -价格（元/500g）62 25 66 26 9.1为了探究这些物质的催化效果，我做了以下实验：1.定性实验-金属氧化物-在等量等浓度的过氧化氢溶液中各加入等质量研碎粒度相似的催化剂，观察现象。
探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
课题：探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习目标】（一）知识与能力：1.探究不同催化剂对同一反应的催化效果，用比较法通过定性和定量实验，来寻找实验的最佳方案。
认识催化剂、有效碰撞、活化能等理论。
2.提高学生处理实验数据和分析实验结果的能力。
3. 常识性介绍不同催化剂对反应速率影响。
（二）过程与方法：1.先定量实验，后让学生更深的认识催化剂概念。
2. 要让学生在化学实验的探究中，体会“定量记时比较法”的实际应用3. 要培养学生把化学知识与日常化工生产中遇到的实际问题联系起来考虑，并由此提出问题，提高学生的抽象概括能力、形成规律性认识的能力。
【学习重点】建立催化剂的概念，通过定性观察实验现象和定量记时比较分析，认识不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响【学习难点】正确理解催化剂对化学反应速率的影响，定量记时比较法在化学实验中的应用【学习过程】知识准备1、实验目的比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量及其形状的选择对实验效果的影响。
2、实验原理(1)反应原理：2H2O2 == 2H2O + O2↑(2)实验方法：比较法(3)考虑实验设计依据:a、确定判断依据----相同时间内产生氧气的体积b、设计反应实验装置----测定相同时间产生氧气的体积c、排除干扰因素----控制好与实验相关的各项反应条件3、实验仪器及药品实验仪器：托盘天平、钥匙、具支试管、导管、橡胶管、水槽、10ml量筒、50ml量筒、计时器、试管实验试剂：6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2、蒸馏水【课堂探究】过氧化氢在一定条件下的分解的化学方程式是：思考：1、影响H2O2分解速率大小的因素有哪些？2、常用于H2O2分解的催化剂有哪些？3、猜测：影响催化剂催化效果的因素可能有哪些呢？活动探究：探究同质量不同种类催化剂对H2O2分解速率大小的影响。
小组讨论：如何设计实验方案呢？另外，这是一个多变量条件下的实验，在实验设计时应注意什么？思考：1、可以借助一些什么现象观察到一个反应发生的快慢？2、怎样去定量比较反应进行的快慢？有下列制氧气的装置，你选择哪一个呢？为什么？（讨论设计定量测量气体的装置）【实验探究一】现提供如下试剂：6％H2O2溶液、MnO2、Fe2O3、CuCl2请同学们动手实验：探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响。
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过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究
过氧化氢通常被保存在棕色瓶中以避开光照，原因是过氧化氢会自发地（缓慢地）分解成氧气和水。
当有二氧化锰催化剂存在时，该分解过程大大加快。
除二氧化锰外哪些物质还可以催化分解过氧化氢？
【思考与设计】请你设计实验方案探究
1． 不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
2． 同一催化剂存在下，过氧化氢的浓度对分解速率的影响。
写出实验的各个步骤和应
注意的安全事项，写一份详细的实验计划。
请老师批准你的实验方案，按计划完成实验并记录实验现象和数据。
【实验材料】锥型瓶、分液漏斗、带刻度的玻璃量气管（或碱式滴定管）、玻璃三通、乳胶
头、导管、秒表、30%的过氧化氢、二氧化锰、0.2mol ·L -1
CuSO 4溶液、0.2mol ·L -1FeSO 4溶液、碘水、肥皂水（或洗发香波） 【实验案例】
1．不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响 ● 把30%过氧化氢稀释成2%、4%、6%过
氧化氢溶液。
● 按图综2-2连接装置来测量氧气生成
的体积。
● 把肥皂水装满玻璃三通，在锥型瓶中加
入催化剂，从分液漏斗向锥型瓶中加入20mL 过氧化氢溶液。
● 用乳胶头来制造肥皂泡，用秒表测量生
成固定体积（例如20mL ）氧气所需要的时间，平均反应速率可以用单位时间内所产生的氧气体积来表示。
认真观察实验现象并记录数据。
不同催化剂对同一浓度过氧化氢分解实验的对比表
编号 实 验
实验现象
时间
反应速率
1 20ml 4% 的双氧水＋0.1克二氧化锰
2 20ml 4% 的双氧水＋1mL 0.2mol ·L -1
CuSO 4溶液
3 20ml 4% 的双氧水＋1mL 0.2mol ·L -1
FeSO 4溶液
4 20ml 4% 的双氧水＋1mL 碘水
结论
图综2-2过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究
2．利用图综2-2装置测定不同浓度过氧化氢溶液在同一催化剂作用下的分解速率
不同浓度过氧化氢溶液在同一催化剂作用下的分解速率
编号 实 验
实验现象
时间
反应速率
1 20ml 2％ 的双氧水＋
1mL 0.2mol ·L -1
CuSO 4溶液
2 20ml 4％ 的双氧水＋
1mL 0.2mol ·L -1
CuSO 4溶液
3 20ml 6％ 的双氧水＋
1mL 0.2mol ·L -1
CuSO 4溶液
结论
【指导与建议】
1．肥皂水要易于吹出气泡，也可以用易产生泡沫的洗发香波代替。
2．先用乳胶头制造肥皂泡，再加入双氧水产生氧气，氧气将肥皂泡吹起，肥皂泡在量气管中升浮的高度即为氧气的体积，用秒表测量生成固定体积（例如20mL ）氧气所需要的时间，平均反应速率可以用单位时间内所产生的氧气体积来表示。
3．I 2和Fe 2+
催化过氧化氢分解可能的反应机理：
22222222222H O I HIO
HIO H O H O I O +=+=++↑
总反应：2
222222I H O H O O =+↑
23222322222222222Fe H H O Fe H O H O Fe Fe O H ++++++
++=++=+↑+
总反应：2222222Fe H O H O O +
=+↑
【分析与讨论】
1．通过实验你能得出何种想法和结论？你的结论与其他同学的一样吗？如果不同，原因是什么？
2．请你总结出保证实验成功的条件、关键和注意事项。
3．本实验还可进行哪些改进？。