九年级化学探究实验设计之二氧化锰的催化作用
过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计
过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计【摘要】利用割短的一支中试管装二氧化锰与一支小试管盛过氧化氢溶液，在不增加药品用量情况下，通过简单的共热、冷却、混合等连续操作，使实验的对比性增强，效果明显，说明了受热不能分解出氧气的二氧化锰具有使加热条件下才能缓慢放出氧气的过氧化氢在常温下就能剧烈放出氧气的能力。
操作难度降低了，可以用于学生的探究活动。
【关键词】二氧化锰；催化作用；过氧化氢；分解；创新设计1. 教材实验设计“1.实验（1）在试管中加入5mL5﹪过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
（2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管，观察现象（如图2-15）。
（3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。
待上述试管中又没有现象发生时，重复上述操作，观察现象。
”图2-15 过氧化氢分解实验示意图“实验取三支试管，各加入少量5﹪的双氧水（H2O2），将一支试管置于室温下，将另一支试管在酒精灯火焰上加热，在第三支试管中加入少量二氧化锰粉末。
用带火星的木条分别伸入三支试管内，观察并比较实验现象，分析得出相关的结论。
”2. 教材实验设计的不足二氧化锰催化过氧化氢分解是一个剧烈的放热反应，能够使双氧水溶液产生沸腾现象，并有大量的水雾从试管中冒出来。
人教版教科书实验不足是，过氧化氢溶液用量偏大，反应太剧烈；试管中先盛液体后放粉状固体，对学生来说操作难度大了一点，不太方便，学生容易把二氧化锰撒出试管外；对比性不太强，没有说明过氧化氢受热也能够缓慢放出氧气的性质，不能说明催化剂能够让化学反应在比较温和的温度下发生这一个特性。
仁爱版教材实验中，我们分别取5﹪、10﹪、20﹪、30﹪的双氧水溶液在酒精灯火焰上加热，可以看到有大量的小气泡产生，由于同时生成大量的水蒸气，即使加热到沸腾，我们也没有看到带火星木条复燃的现象，30﹪的双氧水溶液加热不小心还会产生暴沸现象，比较危险。
二氧化锰催化分解过氧化氢的探究性实验设计
二氧化锰催化分解过氧化氢的探究性实验设计作者：李焱来源：《化学教与学》2013年第09期文章编号：1008-0546（2013）09-0088-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B一、问题的提出义务教育课程标准实验教科书《化学》九年级上册（人民教育出版社）P37通过两个实验探究了二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用。
[实验2-5]（1）在试管中加入5 mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，木条是否复燃？（2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。
观察发生的现象（如图1所示）。
[实验2-6]待实验2-5的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，观察发生的现象。
上述探究过程中存在的不足之处：1.[实验2-6]一般是在[实验2-5]所用的试管中继续实验，所以虽然观察到的现象和[实验2-5]的实验（1）相比，产生气泡的速率明显比较快，但是如果和[实验2-5]的实验（2）相比，由于加入的过氧化氢溶液被稀释，所以产生气泡的速率并不相同，所以通过[实验2-5]的实验（2）和[实验2-6]的对比不能充分说明二氧化锰在反应前后性质不变这一特点。
2.在实验过程中都是通过视觉的观察来定性地判断反应的快慢，对二氧化锰的催化效果体现得不明显。
3.由于实验室常用的二氧化锰是粉末状，从反应后的溶液中分离出来比较困难，所以对催化剂需要满足的三个条件之一——反应前后质量不变，验证起来比较困难。
鉴于上述原因，我们通过研究，对这一探究过程进行了改进。
二、实验装置和实验药品的改进设计1.块状二氧化锰的制作：将水泥和二氧化锰粉末按照质量为1：4的比例混合均匀，加入适量水搅拌呈糊状，然后用手（戴上一次性手套）捏成黄豆粒大小的颗粒，阴干24小时以上，用水冲掉表面的粉末，再晾干备用。
2.实验装置的设计（如图2所示）。
三、实验过程[步骤一]称量0.5 g块状二氧化锰装入D中，在A、B中分别加入5 mL和10 mL5%的过氧化氢溶液，在E、F中装满水，按如图所示将装置连接好。
人教版九年级化学上册中考特训 关于制取氧气的反应中催化剂的探究
中考特训关于制取氧气的反应中催化剂的探究题型一用氯酸钾制取氧气的反应中催化剂的探究1．某学生设计如图Z3－1所示的实验来证明二氧化锰对氯酸钾的分解反应起催化作用。
图Z3－1Ⅰ.单独加热A处氯酸钾，直到氯酸钾固体熔化后才有少量氧气放出。
Ⅱ.停止加热A处氯酸钾后，将试管迅速竖直，使B处的二氧化锰滑到试管底部与A处的氯酸钾接触，则有大量氧气放出。
他根据实验得出结论：二氧化锰能加快氯酸钾分解的速率，因此二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂。
(1)你认为这个结论是否严密？________________________________________________。
(2)为了使结论科学、严密，还需做的实验是____________________________。
(3)一般检验是否有氧气放出可以用___________________________________，另外还可以用________________________________________________________________________的方法来比较生成氧气速率的大小。
方法点拨催化剂能改变化学反应速率，常通过观察产生气体的速率来判断。
准确的测定方法是：记录收集相同体积的气体需要的时间，或测定相同时间收集的气体的体积。
2．实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气，写出反应的文字表达式：________________________________________。
小芳发现，氯酸钾与氧化铜混合加热，也能较快产生氧气，于是进行如下探究：[提出猜想] 除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
[完成实验] 按下表进行实验，测定分解温度(分解温度越低，催化效果越好)。
[(1)由实验________与实验④对比，证明猜想合理。
(2)实验所用的三种金属氧化物，催化效果最好的是________________。
[反思](1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还要验证它在化学反应前后质量和__________不变。
过氧化氢被二氧化锰催化分解实验的创新设计
过氧化氢被二氧化锰催化分解实验的创新设计随着科技的不断进步，化学实验的设计也在不断创新。
本文将介绍一种创新的化学实验——过氧化氢被二氧化锰催化分解实验。
一、实验目的
通过本实验，旨在让学生了解过氧化氢的化学性质，掌握二氧化锰催化分解过氧化氢的原理，培养学生的实验操作能力和实验设计能力。
二、实验原理
过氧化氢分解为水和氧气，其反应式为：
2H2O2 → 2H2O + O2
而二氧化锰能够催化过氧化氢分解，其反应式为：
2H2O2 + 3MnO2 → 3O2 + 2H2O + 3MnO
三、实验步骤
1. 实验前准备
准备好实验器材：试管、滴管、烧杯、移液管等。
准备好实验物质：过氧化氢、二氧化锰、蒸馏水等。
2. 实验操作
将一定量的过氧化氢溶液倒入试管中，加入少量的二氧化锰催化剂。
观察到气泡产生时，用移液管将气泡收集到烧杯中，然后用试纸测试气泡的性质。
最后，将反应产物倒入蒸馏水中。
四、实验结果
通过本实验，我们可以观察到过氧化氢分解产生氧气的过程，并
且可以通过试纸测试气泡的性质，证明气泡中含有氧气。
最后，将反应产物倒入蒸馏水中，可以看到水变得更加清澈。
五、实验分析
本实验的创新点在于使用二氧化锰催化剂，能够加快反应速率，使反应更加显著。
同时，使用试纸测试气泡的性质，可以让学生更加直观地了解反应产物的性质。
六、实验总结
通过本实验，我们不仅了解了过氧化氢的化学性质，还学习了二氧化锰催化分解的原理。
同时，本实验设计的创新点也能够培养学生的实验操作能力和实验设计能力，提高学生的科学素养。
探究实验设计之二氧化锰的催化作用
探究实验设计之二氧化锰的催化作用引言：催化是一种常见的化学现象，指的是在化学反应中，其中一种物质能够加速反应速率，而自身不参与反应，也不发生永久性变化。
其中，二氧化锰（MnO2）被广泛应用于催化反应中。
本文将探究二氧化锰的催化作用，分析其原理，并设计实验来研究其催化作用的影响因素。
原理：二氧化锰具有良好的催化作用，特别是在氧化反应中。
其催化机理主要涉及表面吸附、活化、过渡态形成和产物解吸等过程。
二氧化锰的催化作用能提供一个适宜的表面，使得化学反应的活化能降低，反应速率加快。
在催化反应中，二氧化锰可能发生氧化还原反应，表面形成Mn(III)氧化态，并与反应物之间产生相互作用，从而加速反应进程。
实验设计：本实验将通过观察二氧化锰在催化反应中的作用，研究其影响因素。
材料和仪器：1.二氧化锰粉末2.碘酒（作为反应物）3.玻璃棒4.试管5.烧杯6.恒温水浴7.分光光度计实验步骤：1.取两个试管，分别加入相同体积的碘酒。
2.将一只试管放置于恒温水浴中，使温度保持恒定（如40℃），另一只试管不放置于水浴中。
3.向催化反应试管中加入适量的二氧化锰粉末，使用玻璃棒进行搅拌，使其充分混合。
4.同时开启两只试管的计时器，开始记录反应时间。
5.每隔一段时间（如30秒），取出两只试管，立即烧杯中加入一定体积的稀盐酸和淀粉试液，用于结束碘的反应。
6.使用分光光度计测量两只试管中反应物的溶液的吸光度，并记录下数据。
7.重复以上步骤，直至观察到明显的差异。
结果与讨论：根据实验步骤中所述操作，反应时间的长短可以作为二氧化锰催化作用的指标，即反应时间越短，说明二氧化锰的催化效果越好。
通过分析吸光度数据，可以绘制反应时间随二氧化锰浓度的变化曲线，进一步分析其催化效果的影响因素。
在实验中1.二氧化锰的浓度：通过改变二氧化锰的浓度，观察其对反应时间的影响。
2.反应温度：保持二氧化锰的浓度不变，改变反应的温度，观察其对反应速率的影响。
3.反应物浓度：保持二氧化锰的浓度不变，改变碘酒的浓度，观察其对反应速率的影响。
化学人教版九年级上册探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用 教学设计
探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用教材分析：本课题是通过探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”介绍催化剂及催化作用。
教学目标：1.知识与技能：⑴了解实验室用过氧化氢制氧气的方法和原理。
⑵认识催化剂和催化作用。
⑶通过实验探究，知道对比法的作用。
2.过程与方法：⑴通过探究“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”体验探究过程，学习综合分析实验现象并从中归纳结论的思维方法。
⑵学会边实验、边讨论的方法，在活动中激发学习兴趣，在兴趣中提出问题、分析问题、解决问题。
⑶学习运用观察、实验等方法获取信息，从而提高对实验进行分析、思考的能力。
3.情感态度与价值观：⑴保持对化学实验的浓厚兴趣，从而激发学生学习化学的自觉性和积极性。
⑵逐步认知用实验去验证化学理论，从而知道化学是一门以实验为基础的课程，学化学离不开做实验。
教学重点：催化剂的概念和特点。
教学难点：1.催化剂的概念和特点。
2.催化作用。
教学方法：问题引入→实验探究→观察讨论→归纳总结→得出结论→拓展视野→提高兴趣教学过程：一、探究问题分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰有什么作用？二、提出假设二氧化锰可以加快过氧化氢分解制氧气的速率。
三、探究实验步骤步骤一：⑴在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液, 把带火星的木条伸入试管，观察现象。
如图1所示。
[板书]：常温下：过氧化氢--→水 + 氧气步骤二：⑵向上述试管中加入少量二氧化锰,把带火星的木条伸入试管，观察现象。
如图2所示。
图2步骤三：⑶待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。
待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。
引出催化剂的概念：【板书】1.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变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。
2．实验原理：过氧化氢二氧化锰→水+ 氧气3.催化作用四、实验结论二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气的速率，前后质量和化学性质不变，作为这个反应的催化剂。
改造本实验,设计一个能证明二氧化锰是催化剂的实验方案
改造本实验,设计一个能证明二氧化锰是催化剂的实验方案根据催化剂的作用是加快了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应；在验证二氧化锰的催化作用时，可设计对比实验，利用对比实验说明二氧化锰能加快反应的速度，且反应前后二氧化锰的质量的化学性质保持不变等知识进行分析．（1）二氧化锰只是改变化学反应的速率，所以在设计实验时设计了三个对比实验，一个实验在试管中只放双氧水，双氧水也能分解产生氧气，但产生氧气的速度太慢，第二个实验，在试管中只放二氧化锰，二氧化锰不能产生氧气，第三个实验即放双氧水，也放二氧化锰，能很快的放出氧气，所以，实验一反应速率慢实验二没有气泡产生，木条不复燃二氧化锰加入水中不产生氧气实验三向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃（2）在小雨的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是：对比；（3）为了说明二氧化锰在此实验中反应前后的质量保持不变，做了两次称量，目的是比较二氧化锰反应前后质量是否变化，并且在验证二氧化锰的化学性质是否改变时，将剩余的固体中再倒入双氧水，发现双氧水又能很快的放出氧气．故答案为：（1）实验一反应速率慢实验二没有气泡产生，木条不复燃二氧化锰加入水中不产生氧气实验三向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃（2）对比；（3）第一方面：比较MnO2在过氧化氢分解前后的质量；第二方面：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液，有大量气泡产生，说明MnO2仍然能加
快过氧化氢的分解速率．
点评：本题考点：催化剂的特点与催化作用．考点点评：在确定一种物质
是催化剂时，不但要确定它能否改变化学反应的速率，还要确定它反应前后的质量和化学性质是否改变，只有这两条都不变，才是催化剂．。
“分解过氧化氢制氧气反应中二氧化锰作用”的实验改进
“分解过氧化氢制氧气反应中二氧化锰作用”的实验改进作者：崔迎春来源：《中学化学》2014年第01期对初三化学中催化作用及催化剂的知识介绍，人教2012年版义务教育教科书中是以“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”探究实验形式出现，凸显了新课标倡导的对学生学科素养的培养。
一、教材处理方式人教版教材的探究实验如图1所示。
1.在试管中加入5 mL 5% H2O2溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
2.向上述试管中加入少量MnO2，把带火星的木条伸入试管，观察现象。
3.待上述试管中没有现象发生时，重新加入H2O2溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。
待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。
二、问题的提出教材中探究实验的处理，实际操作步骤2时，由于反应现象比较剧烈，试管内的H2O2溶液和MnO2反应时形成的黑灰色悬浊液剧烈翻腾，产生大量的白色雾气，影响学生对带火星木条复燃的观察；重复完成实验操作步骤3时，由于H2O2溶液量的增多极易造成反应液溢出；反应后混合液中的二氧化锰的分离称重操作难度大。
三、实验的改进1.实验装置笔者通过反复实验，对实验改进如下：取实验室常用玻璃棒一根，将其中下部在乳胶中浸湿，把表面吸附乳胶的玻璃棒在MnO2粉末中滚附，晾干使MnO2粉末粘附在玻璃棒表面；取具支试管、单孔橡皮塞、小气球、注射器，按图2所示连接组装。
2.操作方法（1）称量经上述处理吸附有MnO2粉末的玻璃棒质量，按图2所示组装好装置。
（2）用注射器向试管中注入5 mL 5% H2O2溶液，观察气球的变化情况。
（3）将玻璃棒旋转伸入H2O2溶液中，观察气球变化情况。
（4）待试管中没有现象发生时，推动注射器，重新注入5 mL 5% H2O2溶液，观察气球变化情况。
（5）重复（4）所述操作。
（6）拔出橡皮塞，将带火星的木条置于试管中，挤压气球，观察现象。
（7）将玻璃棒取出，冲洗并烘干，称量质量。
四、改进后的优点1.操作简单，适合于课堂演示和学生实验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
探究实验设计之二氧化锰的催化作用1．化学反应原理：
过氧化氢不稳定，在常温下就能缓慢分解放出氧气。
但速度较慢，不易察觉。
在过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰后，能立即有氧气迅速放出。
在此反应中，二氧化锰是催化剂，能加速该反应的发生。
2．实验仪器：试管、酒精灯、药匙（或纸槽）、木条等。
实验药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰等。
3．探究方案：
⑴在试管中加入约5 mL 5%的过氧化氢溶液，将一根较长的带火星木条伸入试管内试验，木条不复燃，证明无氧气放出。
（准确地说，是放出氧气速度慢。
）如图7-1。
⑵将上述过氧化氢溶液在酒精灯上微加热一会，再用带火星的木条试验，木条复燃。
说明加热可加速过氧化氢的分解，同时也说明，过氧化氢本身可以分解，以此说明催化剂不能改变反应的方向。
如图7-2。
⑶另取一支试管，在其中加入约 5 mL 5%的过氧化氢溶液，用带火星的木条试验不复燃后，立即加入少量的二氧化锰粉末。
再用带火星的木条试验，木条复燃。
证明二氧化能加速过氧化氢的分解速率。
如图7-3。
4．探究评价：
该实验先由常温下过氧化氢溶液不能使带火星木条复燃，说明常温下过氧化氢溶液不能放出氧气（准确地说，是放出氧气速率低，不足以使带火星的木条复燃。
）再由加热过氧化氢溶液，使带火星木条复燃，说明过氧化氢本身能放出氧气。
为讲清催化剂的作用，此实验不能忽视。
再从常温下加二氧化锰，有氧气快速放出说明二氧化锰能加速该反应。
是该反应的催化剂。
使该实验也存在某些缺点，一是需要的时间比较长，二是没能检测反应后二氧化锰的质量和化学性质不变。
5．资源开发：
⑴在带凸起的双叉试管中，一边加入约1 g的二氧化锰，试管口稍倾斜向上固定在铁架台上，小心加入5 mL 5%的过氧化氢溶液。
如图7-4所示。
先用带火星的木条试验，木条不复燃，证明无氧气放出。
小心扭动又叉试管，使过氧化氢溶液倾入另一管中，再用带火星木条试验，木条立即复燃，并产生明亮的白色火焰。
证明有氧气放出。
此实验有明显的反应现象，时间短，用于演示实验效果很好。
⑵该反应还可以用二氧化锰催化氯酸钾分解代替。
也可以用双叉试管实验。
在双叉试管两边各放入1 g左右的二氧化锰和3 g左右的氯酸钾，固定在铁架台上，用带火星的木条试验。
木条不复燃。
再分别用两只酒精灯分别在两边加热至氯酸钾熔化，用带火星的木条试验，木条不复燃。
如图7-5。
移开酒精灯停止加热，并小心将又叉管倾斜，使二氧化锰倾入氯酸钾中，再用带火星木条试验。
木条立即复燃，并产生明亮的白色火焰。
证明有氧气迅速放出。
6．创新思维：
在实验室制取氧气的实验中，二氧化锰并不是唯一的催化剂。
笔者亲自实验过几种不同物质对氯酸钾和过氧化氢溶液的催化效果，又从资料中查阅到，有人也曾做过类似实验，发现有很多物质对过氧化氢和氯酸钾分解都具有催化作用，甚至有的表现出比二氧化锰更好的催化效果。
这些物质包括：TiO2、V2O5、Cr2O3、MoO3、P2O5、MnSO4、NaHSO4、Na2S2O4、Ca2P2O7、CuO、Fe2O3、PbO2、ZnO、Al2O3、Al2(SO4)3、CaCl2、KCl、NaCl、CaO、SiO2、碱石灰、细砂子、粉笔灰、碎瓷粉、砖瓦粉、玻璃粉、粘土、石灰石等。
其中Fe2O3、CuO、PbO2等的实际效果，从表面上看，比MnO2的催化效果还要更好些。
因此实验若无二氧化锰时，完全可以用以上易得的物质做催化剂。