分解过氧化氢中二氧化锰的作用1
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。
二氧化锰 类过氧化物酶
二氧化锰类过氧化物酶二氧化锰（MnO2）是一种重要的过氧化物酶催化剂。
过氧化物酶是一类催化酶，可以催化过氧化物的生成或分解反应。
它们在许多生物体内起着关键的作用，包括抵抗氧化应激、调节细胞信号传导以及参与抗菌、抗肿瘤等生物过程。
二氧化锰具有很高的氧化还原能力和催化活性，可以作为酶催化剂直接参与过氧化物的生成或分解反应。
它被广泛应用于过氧化物酶催化剂的制备和相关研究中。
一种常用的二氧化锰催化剂是大孔二氧化锰（DyMnOx），它具有较高的催化活性和化学稳定性。
研究发现，DyMnOx催化剂可以催化过氧化氢的分解反应，生成氧气和水。
该反应被广泛应用于清洁能源领域和环境污染处理中。
此外，二氧化锰还可以催化一氧化碳的氧化反应，将有毒的一氧化碳转化为无害的二氧化碳。
二氧化锰作为过氧化物酶催化剂的机制与其表面上的氧化还原活性密切相关。
研究发现，二氧化锰表面的氧空位（Ovac）和Mn离子的氧化态对催化活性有重要影响。
Ovac提供了反应中心，参与催化反应的氧化还原过程。
同时，Mn离子的氧化态影响了催化剂表面氧空位的生成和稳定性，进而调节催化反应的速率和效率。
研究人员还发现，二氧化锰的形貌和晶体结构对其催化活性和选择性具有重要影响。
例如，纳米棒状的二氧化锰表面具有更多的氧空位和氧化还原活性，能够提高催化剂的活性和选择性。
此外，改变晶体结构和晶面的方位也可以调控酶催化剂的性能。
研究人员通过调节二氧化锰晶体的晶胞参数和晶面的方位，成功改变了催化剂的催化活性和选择性，为相关应用提供了新的可能性。
除了作为酶催化剂，二氧化锰还具有诸多其他重要应用。
它可以作为电化学电池的正极材料，用于高性能锂离子电池和超级电容器等能源存储器件。
此外，二氧化锰还可以作为催化剂参与有机合成反应、金属氧化物的合成、水处理和环境污染治理等领域。
总结起来，二氧化锰作为过氧化物酶催化剂，具有重要的应用价值。
其催化活性和选择性可以通过调节表面氧空位、晶体形貌和晶面方位等手段进行调控。
中考化学复习方案 实验突破(06)影响过氧化氢分解速率因素的探究课件
mL 4%的H2O2溶液
装置内压强—时间图像
2021/12/8
第十八页，共二十二页。
实验序号
主要实验步骤
①三个抽滤瓶中分别加入0.2
g FeCl3粉末 ②分别用1号分液漏斗加入15
实验2 mL 2%的H2O2溶液,用2号分 液漏斗加入15 mL 4%的
H2O2溶液,用3号分液漏斗加 入15 mL 6%的H2O2溶液
则①反应的化学方程式是
2H2O2
2H2O+O;②2↑中x的值应为 。 30
2021/12/8
第十页，共二十二页。
3.[2019·怀柔期末]某兴趣小组同学对实验室制备(zhìbèi)氧气的条件进行如下探究实验。
(2)乙探究了影响过氧化氢溶液分解速率的某种因素。实验数据记录如下:
过氧化氢溶
液的质量
Ⅰ
50.0 g
（续表） 装置内压强—时间图像
2021/12/8
第十九页，共二十二页。
实验序号
主要实验步骤
①三个抽滤瓶中分别加入0.2 g
FeCl3粉末,分别放入装有10 ℃、 实验3 20 ℃、40 ℃水的水槽中
②用三个分液漏斗分别加入15 mL
4%的H2O2溶液
（续表）
装置内压强—时间图像
2021/12/8
第二十页，共二十二页。
度、温度。
[反思与评价]
(4)经过多次实验,有的同学对比实验1的3号瓶、实验2的2号瓶中同为40 s时的气体压强,发现存
在较大的差异,可能的原因是___பைடு நூலகம்____________。
实验温度不同
2021/12/8
第二十一页，共二十二页。
内容(nèiróng)总结
过氧化氢和二氧化锰实验装置
过氧化氢和二氧化锰实验装置过氧化氢和二氧化锰实验装置实验目的：探究过氧化氢与二氧化锰的反应，了解过氧化氢分解的原理。
实验原理：过氧化氢（H2O2）在存在二氧化锰（MnO2）的催化下能够分解为水（H2O）和氧气（O2）。
二氧化锰具有催化剂的作用，它能够降低该反应的活化能，加速反应的进行。
实验装置：1. 反应瓶：用玻璃瓶作为反应容器，具有一定的耐高温和耐腐蚀性能。
2. 过氧化氢溶液：将过氧化氢溶解在适量的水中，制成一定浓度的过氧化氢溶液。
3. 二氧化锰：取适量的二氧化锰，用以加速过氧化氢的分解反应。
4. 催化偶：放置在瓶口内壁上，起到固定二氧化锰的作用。
5. 皮质导管：连接反应瓶和气体接收瓶，方便氧气的收集。
6. 气体接收瓶：用玻璃瓶作为氧气的收集容器。
实验步骤：1. 取一个干净的玻璃瓶作为反应瓶。
2. 在反应瓶中加入适量的过氧化氢溶液。
3. 将一定量的二氧化锰加入反应瓶中，并用催化偶固定在瓶口内壁上。
4. 操作员必须佩戴防护手套和护目镜以确保安全。
5. 将皮质导管一端插入反应瓶的胶塞上的孔中，另一端插入气体接收瓶中的胶塞上的孔中。
6. 准备好氧气收集装置，并使皮质导管的一端浸入水中。
7. 轻轻摇晃反应瓶，观察反应过程中气体的生成情况。
8. 当气体冒泡较为活跃时，用止水夹夹住皮质导管，以防止气体向反应瓶中回流。
9. 在收集氧气的过程中，加热反应瓶底部以加速反应速度。
10. 当氧气收集完毕后，关闭止水夹，取出气体接收瓶，即可进行氧气的测试。
实验注意事项：1. 遵守实验室安全规定，佩戴防护手套和护目镜。
2. 过氧化氢具有强氧化性，要小心操作，避免接触皮肤和眼睛。
3. 加热过程中要小心，避免烧伤或出现爆炸。
4. 做实验时要保持实验场地通风良好，防止氧气积累引发安全隐患。
实验结果：在反应过程中，观察到氧气的产生。
通过收集的氧气可以将其纯度和体积进行测试，进一步探究过氧化氢与二氧化锰的反应。
实验总结：通过这个实验，我们了解到过氧化氢能够在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，得到了氧气的收集。
二氧化锰加水除杂的原理
在化学实验中，二氧化锰（MnO₂）并不是通过与水反应来除杂的，反而在某些情况下，二氧化锰本身就是作为催化剂或者助剂参与到反应中，帮助去除其他物质中的杂质。
例如，在实验室制备氧气时，二氧化锰作为催化剂用于加速过氧化氢（H₂O₂）分解为水（H₂O）和氧气（O₂）：二氧化锰在此过程中并未与水反应，而是改变了过氧化氢分解的速度，从而提高了氧气产生的效率。
另一方面，如果是指通过二氧化锰来净化水体中的某种杂质，那可能是因为二氧化锰具有一定的吸附能力和氧化性能。
例如，在污水处理中，二氧化锰可以吸附水体中的有机污染物，或者通过氧化作用去除水中的某些还原性物质，但这不是通过二氧化锰直接与水反应来实现的。
过氧化氢分解
第二单元 我们周围的空气 课题3 制取氧气 第二课时
教学目标： 1、 认识分解反应、催化剂及催化作用。 2、 培养学生观察与分析、合作与交流的能力。 3、 通过实验激发学生的学习兴趣，增强学生的探究欲。 教学重点： 分解反应、催化剂和催化作用 教学难点： 对催化剂和二氧化锰在分解过氧化氢反应中所起取催化作用的理解。 教学过程：
【复习回顾】 气体收集方法，实验室制取氧气的方法，高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意事项。 【导入新课】 [ppt展示]氯酸钾和过氧化氢制取氧气。 [提问] 这两个反应为什么都要加二氧化锰呢？它在里面有什么作用？
[探究]用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的探究。 [引导讨论]提出猜想与假设：
（1）二氧化锰是反应物，能与过氧化氢反应放出氧气。 （2）二氧化锰有某种特殊作用，使过氧化氢的分解加快。 [演示]探究实验
步骤一：在常温下，把带火星的木条伸入过氧化氢溶液的试管，观察木条是否复燃？ 现象：木条不能复燃 结论：说明常温下分解缓慢，放出氧气少。 步骤二：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。 现象：木条复燃了 结论：说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰（MnO2）时迅速产生氧气。 [过渡]从上面的实验中可以看出，二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，那么
二氧化锰是一种反应物，还是起别的作用呢？ [演示]待上述步骤二的试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带
火星的木条伸入试管。观察发生的现象。 现象：木条复燃了 结论：说明二氧化锰（MnO2）仍然起作用使之产生氧气。 [提示]多次重复上述实验，还能观察到同样的现象。 [分析]说明在用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用。
既然二氧化锰可以重复使用，说明在反应前后它的化学性质没有改变，那么它的质量有没有改变呢？科学家们经过精确的实验，得出了“二氧化锰在反应前后质量未变”的结论。 [提示]在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、
氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气化学方程式
氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气化学方程式氧化氢溶液和二氧化锰可以通过化学反应制取氧气。
该反应的化学方程式如下:2H2O2 + 2MnO2 → 2H2O + O2 + 2MnO1. 氧化氢溶液（H2O2）：也称为过氧化氢，是一种无色液体，具有强氧化性。
氧化氢溶液中含有两个氧原子，因此能够释放氧气。
在这个反应中，氧化氢溶液是氧气的来源。
2. 二氧化锰（MnO2）：是一种黑色固体，是催化剂。
在这个反应中，二氧化锰起到催化剂的作用，加速氧化氢的分解反应。
3. 水（H2O）：是反应产物之一。
在氧化氢溶液分解的过程中，氧化氢和二氧化锰会生成水。
4. 氧气（O2）：是反应的主要产物。
在氧化氢溶液分解的过程中，氧气会释放出来。
5. 氧化锰（MnO）：是反应的中间产物。
在氧化氢溶液分解的过程中，氧化氢和二氧化锰反应生成氧气和氧化锰。
当氧化氢溶液与二氧化锰接触时，二氧化锰作为催化剂加速了氧化氢的分解。
氧化氢分解成水和氧气的反应是一个自发的反应，但是反应速率很慢。
二氧化锰提供了一个表面，使氧化氢分子能够更容易地接触到催化剂表面，从而增加反应速率。
在这个反应中，氧化氢的两个氧原子被释放出来形成氧气分子。
氧气是一种无色、无味、无臭的气体，是空气的主要组成部分。
氧气在自然界中广泛存在，是维持生命和燃烧的基本要素。
该反应还产生了水和氧化锰。
水是一种常见的液体，是地球上最重要的溶剂之一，也是生命存在的基础。
氧化锰是一种黑色固体，是二氧化锰被氧化后的产物。
制取氧气的这个化学反应被广泛应用于实验室和工业生产中。
氧气是许多化学反应和工业过程的重要原料，也是呼吸过程中必需的气体。
通过这个反应可以方便地制取纯净的氧气。
总结起来，氧化氢溶液和二氧化锰反应制取氧气的化学方程式是:2H2O2 + 2MnO2 → 2H2O + O2 + 2MnO在这个反应中，氧化氢溶液分解成水和氧气，二氧化锰起到催化剂的作用。
这个反应不仅可以制取氧气，还可以产生水和氧化锰。
2021-2022学年人教版化学九年级上册第二单元 课题3 制取氧气
收集装置
新知讲解
固液不加热型的制取装置
长颈漏斗
锥形瓶
注意:长颈漏斗的末端必须插入液体中(液封)， 防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。
新知讲解
各种气体发生装置和收集装置的优缺点。
新知讲解
反应原理
过氧化氢 二氧化锰 H2O2
水 + 氧气 H2O O2
过氧化氢
制取装置
二氧化锰
新知讲解
二、过氧化氢制氧气
第二单元 我们周围的空气 课题3 制取氧气
新知导入
自然界是如何获得氧气的？
二氧化碳
氧气 水
光照 二氧化碳 + 水 叶绿体 有机物 + 氧气
新知讲解
分离液 态空气
一、氧气的工业制法
空气 降温 加压
液态空气
蒸发
-196ºC
氮气 液态氧
新知讲解
实验室制取氧气的方法：
加热高锰酸钾（KMnO4） 加热氯酸钾（KClO3） 分解过氧化氢（H2O2）
选项C是一种物质生成两种物质,是“一变多”,属于分解反应。
课堂练习
6.工业上用分离液态空气法制取氧气的依据是( ) A.氧气与氮气的化学性质不同 B.氧气与氮气在水中溶解性不同 C.氧气与氮气的密度不同 D.液氧与液氮的沸点不同 【解析】选D。工业上制取氧气是利用了液氧和液氮的沸点不同,从而将液 态空气分离为氧气和氮气。
新知讲解
3.验满方法 (1)用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在集气瓶口, 如果_木__条__复__燃__,说明已收集满。 (2)用排水法收集时,当_大__量__气__泡__从__瓶__口__向__外__冒__出__时,说明 已收集满。 4.放置方法 集气瓶要_正__放__在桌面上,瓶口处盖上玻璃片。
过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的化学方程式-概述说明以及解释
过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气是一种常见的化学实验，通过这个实验可以直观地观察氧气的产生过程。
过氧化氢溶液是一种强氧化剂，能够分解释放出氧气；而二氧化锰具有催化剂的作用，在这个化学反应中起到了重要的促进作用。
本文将结合过氧化氢溶液和二氧化锰的性质，详细讨论这一实验的化学反应机制，并展望其在实际应用中的潜在价值。
通过深入研究这一实验，我们可以更好地理解氧气的制备过程，对化学反应的机理有更加清晰的认识，同时也能够拓展氧气在工业生产、医学和环境保护等领域的应用前景。
json"1.2 文章结构": {"本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构如下：引言部分将介绍本文研究的背景和意义；正文部分将分为过氧化氢溶液的性质、二氧化锰的性质和过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的化学方程式三个小节，详细探讨这些内容；结论部分将对实验结果进行分析，展望过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的应用前景，并对全文进行总结。
"}1.3 目的:本文旨在详细探讨过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的化学方程式，并分析该化学反应的原理和机制。
通过实验数据和理论推导，我们将探讨该制氧实验的可行性和效果，探讨该化学反应对环境和生产领域的应用前景，为进一步研究提供参考和借鉴。
通过本文，读者将全面了解过氧化氢与二氧化锰混合制氧的过程及其潜在价值，从而增进对该化学反应的了解和认识。
容2.正文2.1 过氧化氢溶液的性质过氧化氢溶液，也称为双氧水溶液，是一种常见的化学物质。
它是无色、无味的液体，具有强氧化性和消毒作用。
过氧化氢溶液在水中呈现为淡蓝色，并且在常温下相对稳定。
过氧化氢溶液在常温下可以分解为水和氧气，释放出大量氧气气泡。
这种分解反应是自发进行的，但可以袗催化剂加速，如铁离子等。
另外，过氧化氢溶液还可被还原剂还原，生成水和氧化产物。