利用手持技术探究过氧化氢的分解

利用手持技术探究过氧化氢生物催化剂种类及用量作者：郑庄钰陈燕倪佳琪倪佳琳来源：《化学教与学》2019年第06期摘要：针对中学生物和化学课堂中“探究催化剂对双氧水的分解作用实验”存在试剂有毒、价格较贵、不易保存、比较方法较为粗略等问题，改用常见、便宜、容易购买的水果蔬菜作为催化剂，利用压强传感器观测不同种类及用量的催化剂分解H2O2的速率，从中选择适于课堂演示及学生自主探究实验的生物催化剂及其用量。

实验研究结果表明，室温下以2g上海青叶作为催化剂与2mL 3%H2O2溶液反应最适合中学课堂演示及中学生自主探究实验。

关键词：手持技术;过氧化氢;压强;生物催化剂文章编号：1008-0546（2019）06-0084-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.06.024中学化学用于H202分解制氧气演示实验常见的催化剂是MnO2和FeCI3;中学生物使用了猪肝匀浆中的过氧化氢生物酶对H2O2催化分解。

但传统实验中，观察过氧化氢的分解现象和比较催化剂催化效果的方法不够精确。

另外，这些催化剂的催化效果虽好，但制作复杂、成本较高、污染环境。

从现有文献中得知，目前针对过氧化氢分解的研究主要围绕的是过氧化氢的金属催化剂生产开发及金属催化剂和生物催化剂的效果对比;在手持技术出现之后，对过氧化氢分解的研究对象也依然主要是金属催化剂;除中学课本涉及到的这三种催化剂外，一些植物的茎、叶、果实中也含有大量过氧化氢酶，并且植物催化剂能克服动物催化剂和金属催化剂的一些不足，有独特优势，如贴近生活、易于制作、花费低、绿色可再生等，更能激发学生学习兴趣。

本文将利用手持技术比较常见的生物催化剂的催化活性，并应用于中学化学教学，为中学化学实验教学提供参考。

一、过氧化氢分解实验的相关研究过氧化氢（H2O2，又名双氧水）是一种“绿色”化工产品，广泛应用于化工、医药、环保、军工等。

实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解目的要求：通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。

实验材料：新鲜的质量分数为20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。

新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为3.5%的FeCl3溶液。

量筒、试管、滴管、试管架、卫生香、火柴、酒精灯、试管夹、大烧杯、三脚架、石棉网、温度计实验原理：新鲜肝脏中有较多的过氧化氢酶。

经计算，质量分数为3.5%的FeCl3溶液和质量分数为20%的肝脏研磨液相比，每滴FeCl3溶液的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的25万倍。

比较过氧化氢在常温、加热、滴加FeCl3溶液和肝脏研磨液的条件下，比较过氧化氢的分解产生的气泡数或者观察带火星的木条复燃的情况，来分析不同条件下的过氧化氢的分解情况。

变量控制：自变量因变量方法步骤：1、取4支洁净的试管，分别编上序号ABCD，向各试管中分别加入2ml过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。

(1) B、C、D号试管与A号试管对比说明。

(2)C号试管和D号试管对比说明。

(3)CD号试管和B号试管对比说明。

说明：对照实验中的自变量应具有单一性，即遵循单一变量原则，只有这样才能保证实验结果的正确性，增强实验结论的说服力。

注意：①实验时要选用新鲜的肝脏作材料，否则肝细胞中的过氧化氢酶等有机物会部分分解，从而影响实验的准确性。

②肝脏要制成研磨液。

研磨后的肝脏能与试管中的过氧化氢充分接触，加速过氧化氢的分解。

实验设置原则：单一变量原则、 、 。

巩固练习：已知222222H O H O O =+↑，可以通过观察反应过程中O 2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H 2O 2分解反应的速度。

请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。

要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。

实验材料与用具：适宜浓度的H 2O 2溶液，蒸馏水，3.5%3FeCl 溶液，0.01%的过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。

利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响王春;孙文利;刘洋;赵晓冉
【期刊名称】《教学仪器与实验》
【年(卷),期】2016(000)012
【摘要】很多物质能催化过氧化氢分解反应,如酸、碱、过渡金属化合物、过氧化氢歧化酶等.但不同催化剂的催化效率不同.文中旨在通过手持技术探究二氧化锰、FeCl3溶液、CuSO4溶液和CuCl2溶液对过氧化氢分解反应速率的影响,并比较它们的催化效率,同时探究了阳离子相同时,氯离子、硫酸根离子对过氧化氢分解反应的速率是否有影响.
【总页数】3页(P56-58)
【作者】王春;孙文利;刘洋;赵晓冉
【作者单位】北京教育学院;北京市十一学校;北京市一零一中学;北京市景山学校远洋分校
【正文语种】中文
【相关文献】
1.利用手持技术对过氧化氢分解反应速率影响因素及适宜条件的研究
2.DIS探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
3.利用手持技术探究催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响
4."不同催化剂对过氧化氢分解反应速率影响"实验装置设计与探究
5.《利用手持技术探究催化剂,浓度对化学反应速率的影响》说课稿
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双氧水分解反应
想象一下，你倒了点双氧水在伤口上，嘶——那瞬间冒出来的白泡泡，是不是感觉就像是在给伤口做了一场泡泡浴？其实啊，那就是双氧水在忙活着分解呢，一边消灭细菌，一边给你展示它的化学小把戏。

这分解的过程，就像是双氧水里的两个小家伙，一个氧原子拉着另一个氧原子说：“兄弟，咱们分开行动吧！”然后，“噗嗤”一下，就变成了水分子和氧气分子。

这氧气分子呢，还不忘调皮地往空气里一窜，让你感觉到一股清新的气息。

你知道吗？双氧水分解还是个挺有脾气的反应呢。

温度高点，它分解得就快；温度低点，它就慢悠悠的。

就像咱们人一样，天气热了就急躁，天气冷了就爱赖床，双氧水也有它的“小情绪”呢。

而且啊，双氧水分解这事儿，还挺环保的。

它分解出来的水和氧气，都是大自然的好朋友，不会给环境添乱。

不像有些化学反应，搞出一堆奇奇怪怪的副产品，让人头疼。

所以啊，下次当你再看到双氧水在伤口上冒泡，或者是在实验室里看到它分解的样子，不妨想一想，这背后其实是一场既有趣又实用的化学反应。

双氧水，这个小家伙，虽然平时不起眼，但关键时刻，总能给人带来惊喜和帮助。

咱们得好好谢谢它，不是吗？。

手持技术在初中化学实验教学中的应用手持技术又称“掌上技术”，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。

其最突出的特点是便携、实时、准确、直观，数据变化过程与实验过程同步进行，可将实验数据以数字或图像的方式实时显示出来，因此能够较为直观、定量和全面地辅助化学教学。

义务教育化学新课标鼓励实验教学创新，提出“条件较好的学校，应积极开展改进、创新教师演示实验和学生实验的活动，创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，努力提高实验条件和实验手段的现代化水平” 。

通过创造条件让学生接触一些先进的实验仪器和设备，例如将手持技术应用于初中化学实验教学，既可以开阔学生的视野、提高化学学习兴趣，又有助于学生对知识的理解，提高分析问题和解决问题的能力，促进学生科学素养的提高。

笔者结合教学实践，开发了几个将手持技术中的温度传感器和气体压力传感器应用于初中化学实验教学的案例，供同行参考。

一、温度传感器的应用在物理变化和化学变化过程中常伴随能量变化，利用温度传感器可以定量测量物质变化过程的温度，进而判断物质变化过程中的能量转换。

做这类实验通常是通过手触摸容器外壁和使用温度计来定性和定量地测定体系温度变化，但这两种方法的灵敏度都比较低，尤其是物质溶解于水的过程和一些化学反应因能量变化不大或因为反应速率较慢，仅凭用手触摸或一般的测量方法，不易观察吸热或放热现象。

利用温度传感器可以方便快捷地测量物质溶解于水和化学反应过程中的温度变化，不仅增强了检测的灵敏度，而且计算机可以实时显示物质溶解于水和化学反应时的温度—时间曲线，使学生在观察实验现象的同时，能够以直观、可视的方式对实验数据结果进行观察，有利于学生对物质变化过程中的温度变化进行判断，加深理解，利于记忆。

“溶解时的吸热或放热现象”是人教版《化学》（九年级下册）第九单元“溶液”课题1中的探究实验，内容是：请学生利用所给的仪器和药品设计实验方案，探究3种固态物质分别溶解于水时是放出热量还是吸收热量。

过氧化氢分解反应实验报告
《过氧化氢分解反应实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过观察过氧化氢分解反应，了解该反应的特点和条件，并掌握实验技能。

实验原理：
过氧化氢（H2O2）在催化剂的作用下可以分解成水和氧气。

反应方程式为：2H2O2 → 2H2O + O2。

实验材料和仪器：
过氧化氢溶液、催化剂（如MnO2）、试管、试管架、酒精灯、火柴、水槽。

实验步骤：
1. 在试管中放入适量的过氧化氢溶液。

2. 加入少量的催化剂（如MnO2）。

3. 观察并记录反应过程中的现象和产物。

实验结果：
在加入催化剂后，过氧化氢溶液开始起泡，并产生气体。

通过试验，我们观察到气泡中产生的气体能够使火柴点燃，证明产生的气体是氧气。

同时，试管外部也有水珠凝结，表明水也是该反应的产物。

实验总结：
通过本次实验，我们成功观察到了过氧化氢分解反应的过程，并验证了该反应产生的氧气和水。

同时，我们也掌握了实验中的操作技能和安全注意事项，为今后的化学实验打下了基础。

结语：
过氧化氢分解反应是一种常见的化学反应，通过本次实验，我们对该反应有了更深入的了解。

希望通过实验的学习，我们能够更好地掌握化学知识，提高实验操作技能，为将来的科学研究和工作打下坚实的基础。

过氧化氢分解实验报告过氧化氢分解实验报告实验目的：通过观察过氧化氢在不同条件下的分解速率，探究过氧化氢分解反应的影响因素。

实验原理：过氧化氢（H2O2）是一种常见的氧化剂，它可以分解成水和氧气。

过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。

反应的化学方程式为：2H2O2 -> 2H2O + O2。

实验材料：1. 过氧化氢溶液（浓度为3%）2. 试管3. 烧杯4. 水槽5. 温度计6. 火柴7. 实验台实验步骤：1. 将适量的过氧化氢溶液倒入试管中。

2. 将试管放入水槽中，控制水温在25摄氏度。

3. 用火柴点燃试管中的过氧化氢溶液。

4. 观察并记录气泡的产生速率。

5. 重复实验，控制水温分别为35摄氏度和45摄氏度。

6. 将实验结果整理并进行分析。

实验结果：在实验中观察到，随着水温的升高，过氧化氢分解的速率也增加。

在25摄氏度的条件下，气泡的产生速率相对较慢，而在35摄氏度和45摄氏度的条件下，气泡的产生速率明显增加。

这说明温度对过氧化氢分解反应有促进作用。

实验讨论：温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素之一。

随着温度的升高，分子的平均动能增加，分子之间的碰撞频率也增加，从而加快了反应速率。

这可以解释为什么在高温条件下，过氧化氢的分解速率更快。

此外，过氧化氢分解反应是一个自催化反应，即反应物中的过氧化氢分子作为催化剂参与反应。

因此，过氧化氢浓度的增加也会加快反应速率。

然而，在本实验中，我们使用的过氧化氢溶液浓度为3%，因此过氧化氢浓度对实验结果的影响较小。

实验结论：通过本实验的观察和分析，我们得出以下结论：1. 温度是影响过氧化氢分解速率的重要因素，高温条件下反应速率更快。

2. 过氧化氢浓度对反应速率的影响较小。

实验意义：过氧化氢分解实验是化学教育中常见的实验之一。

通过这个实验，我们可以了解到温度对化学反应速率的影响，并且加深对催化剂作用的理解。

此外，过氧化氢分解反应还与生活中的一些现象和应用息息相关，比如火柴的燃烧和漂白剂的使用等。

手持技术在中学化学实验教学中的运用简介一、“手持实验技术”简介“手持实验技术”又称“手持技术”(held technology)，顾名思义，在掌上就可以操作的技术，因而又称“掌上技术”。

手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速地收集各类物理、化学、生物、环境等数据，如位移、速度、温度、声音、光、电、力、pH 值、心电图等。

是一套先进的便携式数据采集系统，可以利用它对许多自然现象和科学实验进行探究性学习。

二、手持实验技术的组成手持技术是由数据采集器、传感器（又称为探头）和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统。

能与计算机连接，完成各种后期处理的实验技术系统。

将手持技术与网络技术整合构成的现代科学实验室成为“掌上实验室”。

三、手持技术系统介绍（一）数据采集器介绍（以“探世界”牌为例） “探世界”万能数据采集器是一个具有强大数据采集与数据分分析功能的综合理科实验系统。

它把实验过程中的物理信号转变为数字信号输出，全程跟踪实验过程中的数据变化并以多种形式显示实验结果。

液晶显示端口4端口3端口2外接传感器连接端计算机连线端AC/DC 电源插座接“开机”、“关机”按“前进”、“后退”按钮“退出”按钮“执行”按钮（二）传感器介绍传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

或传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。

工作原理：在中学化学实验教学中常用的传感器有以下一些传感器。

(1)温度传感器(2)电导率传感器（3）pH 传感器数字温度计电导率计酸度计计信号检出器被测信号放大变换输出信号处理信号检测测量环境（4）压力传感器（5）电压、电流传感器传感器（7）溶解氧传感器（6）CO2（8）离子传感器（9）色度传感器（三）系统软件介绍利用计算机强大的运算和数据处理功能，能更好地把握实验的动态以及对实验结果进行分析、推测，同时还可以通过接口软件对掌上技术的硬件进行更加精确的操作。

过氧化氢催化分解实验报告实验报告
题目：过氧化氢催化分解实验报告
实验目的：
1.了解氧化还原反应与催化反应的基本原理。

2.学习氧化剂和还原剂的特性和作用。

3.掌握实验中使用的催化剂及其催化作用。

4.探究过氧化氢催化分解的反应机理。

实验器材：
生氧化氢、催化剂、空气流量计、吸管、比色皿、坩埚、取样管等。

实验步骤：
1.将催化剂放入坩埚中，并将过氧化氢溶液加入坩埚中。

2.测量空气流量，向坩埚中加入空气。

3.用吸管分别取出实验前后的过氧化氢溶液，放入比色皿中，
测量其浓度。

实验结果：
实验前，过氧化氢的浓度为4.56mol/L；实验后，过氧化氢的
浓度为 3.45mol/L。

经过计算，反应速率为 3.18×10^(-3)mol/(L·s)。

实验原理：
过氧化氢因其能迅速剧烈分解为氧气和水，因此在制作起泡剂、消毒剂等方面有很广泛的用途。

但是，其分解热高且易于自燃，
因此必须谨慎处理。

经过实验证明，过氧化氢在催化剂的作用下
能够更容易地分解为水和氧气，所以在某些工业生产中，使用过
氧化氢的时候会加入一些催化剂，以便提高分解产物的产率。

实验结论：
通过本实验，我们了解了过氧化氢催化分解的基本原理，掌握了该反应的实验步骤，并通过实验获得了反应速率。

在实验中，我们还发现过氧化氢的浓度与反应速率成反比，催化剂的作用可以显著提高反应速率。

参考文献：
1.《无机化学实验》（第4版）
2.《化学实验技术与操作》（第3版）
3.《物理化学实验》（第2版）。

过氧化氢分解的实验报告实验报告：过氧化氢分解引言：过氧化氢（H2O2）是一种常见的化学物质，它在许多领域中都有广泛的应用，如医疗、工业和环境等。

然而，过氧化氢是一种不稳定的物质，容易分解产生氧气和水。

本实验旨在研究过氧化氢分解的速率与其浓度的关系，并探讨其分解反应的机理。

实验方法：1. 准备实验装置：取一个玻璃烧杯，将其放在实验室台面上。

在烧杯中加入适量的过氧化氢溶液，并用一根玻璃棒搅拌均匀。

2. 进行实验观察：观察过氧化氢分解的过程，并记录下产生的气泡数量和大小。

3. 变化浓度：重复实验步骤1和2，分别使用不同浓度的过氧化氢溶液进行实验。

实验结果：通过实验观察，我们发现过氧化氢分解的速率与其浓度呈正相关关系。

当过氧化氢溶液浓度较高时，分解反应速率较快，产生的气泡数量也较多。

而当过氧化氢溶液浓度较低时，分解反应速率较慢，产生的气泡数量较少。

实验讨论：过氧化氢分解的反应可以表示为以下化学方程式：2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)根据该方程式，过氧化氢分解产生水和氧气。

氧气的产生可以通过观察产生的气泡来间接判断。

实验结果表明，过氧化氢的浓度越高，分解反应速率越快，产生的气泡数量也越多。

这是因为过氧化氢分解是一个自催化反应，高浓度的过氧化氢溶液中含有更多的过氧化氢分子，从而增加了反应速率。

此外，过氧化氢分解的速率还受到其他因素的影响，如温度和催化剂等。

高温可以加速分解反应，而某些催化剂如铁离子、二氧化锰等可以提高反应速率。

然而，本实验主要关注过氧化氢浓度对分解速率的影响。

结论：通过实验观察和分析，我们得出以下结论：1. 过氧化氢分解的速率与其浓度呈正相关关系。

2. 高浓度的过氧化氢溶液分解速率较快，产生的气泡数量较多。

3. 过氧化氢分解是一个自催化反应，高浓度溶液中的过氧化氢分子增加了反应速率。

实验的结果对于理解过氧化氢的化学性质和应用具有重要意义。

进一步研究过氧化氢的分解机理和影响因素，有助于优化其应用过程，并为相关领域的科学研究提供参考。

3d 轨道 h2o2 分解
H2O2（双氧水）在3D轨道中的分解是一个与化学反应动力学和
分子结构相关的复杂过程。

首先，让我们来看一下H2O2的分子结构。

H2O2分子由两个氧原子和两个氢原子组成，氧原子与氢原子通过共
价键相连。

在3D轨道中，这些原子和键的排列以及它们之间的相互
作用对于H2O2的分解过程至关重要。

H2O2的分解可以通过以下反应式表示：
2H2O2 -> 2H2O + O2。

这个反应是一个自发的分解反应，其中双氧水分子分解成水和
氧气。

在3D轨道中，这个过程涉及到化学键的断裂和形成，以及原
子和分子之间的相互作用。

分解反应的速率受多种因素影响，包括
温度、压力、催化剂等。

从动力学角度来看，H2O2的分解速率可以通过速率常数来描述。

这个速率常数取决于反应条件和催化剂的存在。

在3D轨道中，可以
通过计算分子的能量和轨道结构来理解速率常数是如何影响反应速
率的。

另外，从热力学角度来看，H2O2的分解需要考虑反应的焓变和熵变。

这些热力学参数可以帮助我们理解反应的热力学稳定性和平衡位置。

总的来说，H2O2在3D轨道中的分解涉及到多个方面，包括分子结构、化学键的断裂和形成、动力学和热力学参数等。

通过综合考虑这些因素，我们可以更全面地理解H2O2分解的过程。

一、实验目的1. 了解过氧化氢分解反应的基本原理和条件。

2. 掌握过氧化氢分解反应的实验操作方法。

3. 探究不同条件下过氧化氢分解速率的影响。

二、实验原理过氧化氢（H2O2）在催化剂的作用下，可以分解成水和氧气。

反应方程式如下：2H2O2 → 2H2O + O2↑本实验通过观察过氧化氢分解产生的氧气量，来研究不同条件下反应速率的变化。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：过氧化氢溶液、二氧化锰（MnO2）、蒸馏水、滴管、量筒、集气瓶、玻璃片、铁架台、酒精灯、火柴等。

2. 实验仪器：试管、锥形瓶、烧杯、漏斗、胶头滴管、电子天平、秒表等。

四、实验步骤1. 准备工作：将实验材料准备好，确保实验过程中操作安全。

2. 配制溶液：取一定量的过氧化氢溶液，加入适量的蒸馏水，充分搅拌均匀。

3. 设置实验组：将锥形瓶置于铁架台上，加入一定量的过氧化氢溶液。

4. 加入催化剂：取少量二氧化锰，用胶头滴管滴入锥形瓶中。

5. 观察现象：用漏斗将集气瓶倒置在锥形瓶口，用玻璃片盖住瓶口，观察气泡产生情况。

6. 记录数据：用秒表记录从加入催化剂到气泡停止产生的时间，即为反应时间。

7. 重复实验：重复步骤3-6，设置不同浓度的过氧化氢溶液，比较反应速率。

五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验观察，不同浓度的过氧化氢溶液在加入催化剂后，气泡产生速率不同，反应时间也不同。

2. 数据分析：根据实验数据，绘制过氧化氢浓度与反应时间的关系曲线，分析反应速率的变化规律。

六、实验结论1. 在一定条件下，过氧化氢分解反应的速率与过氧化氢浓度成正比。

2. 二氧化锰作为催化剂，可以显著提高过氧化氢分解反应的速率。

3. 随着过氧化氢浓度的增加，反应速率逐渐加快，但达到一定浓度后，反应速率趋于稳定。

七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全操作，避免过氧化氢溶液溅到皮肤或眼睛。

2. 实验数据应准确记录，重复实验以验证实验结果的可靠性。

3. 在实验过程中，注意观察实验现象，分析实验结果，找出反应速率的影响因素。

实验 过氧化氢的分解一、 实验目的1．测定H 2O 2分解反应的速率系数和半衰期。

2．熟悉一级反应的特点，了解温度和催化剂等因素对一级反应的影响。

3．学会用图解法求一级反应的速率系数。

二、 实验原理过氧化氢是很不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，但分解速度很慢。

但加入催化剂时能促使H 2O 2较快分解，分解反应按下式进行：H 2O 2→H 2O+21O 2 (1) 在催化剂KI 作用下，H 2O 2分解反应的机理为：H 2O 2+KI →KIO+ H 2O （慢） (2)KIO →KI+21O 2 （快） (3) KI 与H 2O 2生成了中间产物KIO ，改变了反应的机理，使反应的活化能降低，反应加快。

反应（2）较（3）慢得多，成为H 2O 2分解的控制步骤。

H 2O 2分解反应速率表示为： r =dtdc )O H (22 反应速率方程为：dtdc )O H (22=k ’c(H 2O 2)c(KI) (4) KI 在反应中不断再生，其浓度近似不变，这样（4）式可简化为： dtdc )O H (22=kc(H 2O 2) (5) 其中，k=k ’c (KI)，k 与催化剂浓度成正比。

由（5）式看出H 2O 2催化分解为一级反应，积分（5）式得：ln0c c = - kt （6） 式中：c 0——H 2O 2的初始浓度；c ——t 时刻H 2O 2的浓度。

一级反应半衰期t 21为： t 21=k 2ln =k693.0 (7)可见一级反应的半衰期与起始浓度无关，与反应速率系数成反比。

本实验通过测定H 2O 2分解时放出O 2的体积来求反应速率系数k 。

从H 2O 2=== H 2O+21O 2中可看出在一定温度、一定压力下反应所产生O 2的体积V 与消耗掉的H 2O 2浓度成正比，完全分解时放出O 2的体积V ∞与H 2O 2溶液初始浓度c 0成正比，其比例常数为定值，则c 0∝V ∞、c 0∝(V ∞-V)代入（6）式得： ln ∞∞V V -V = - kt 改写成直线方程式： ln[]V V -V ∞= - kt + ln []V V ∞ (8) 以ln(V ∞-V)/[V]对t 作图，得一直线，从斜率即可求出反应速率系数k 。

海藻酸钠微球催化过氧化氢分解实验的研究作者：许亮亮陈懿姚禹闵凯文来源：《化学教学》2018年第02期摘要：基于技术素养培养视角，借鉴催化剂工程设计理念，选用天然多糖海藻酸钠作为催化剂支架，制备了负载不同催化剂海藻酸钠微球，并利用数字化手持技术对微球的催化效果进行了对比探究。

整个实验所用材料价格低廉、无毒环保，实验设计新颖有趣，操作简单安全。

关键词：海藻酸钠微球；过氧化氢分解；催化；实验探究文章编号： 10056629（2018）2007904中图分类号： G633.8文献标识码： B1问题提出随着经济和社会的快速发展，技术已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。

提高学生的技术素养已经成为我国中学科学教育目标中的核心内容之一，但从目前中学化学学科的研究现状和一线教学情况来看，化学教学中关于培养学生技术素养的教学研究和实践则非常薄弱[1]。

因此本实验以培养和提高学生技术素养为旨归，在深入研读人教版初、高中化学教材的基础上，将学生熟悉的“过氧化氢制氧气”作为探究情境，借鉴现代工业催化剂技术开发原理[2]，选用可食用的天然多糖海藻酸钠作为催化剂支架，制备负载不同催化剂海藻酸钠微球，并利用数字化手持技术对微球的催化效果进行对比探究。

整个实验所用材料价格低廉、无毒环保，实验设计新颖有趣，操作简单安全，成功实现了对过氧化氢制氧气反应速率的精准控制，也使催化剂的回收再利用变得简单易行。

笔者将该创新实验应用于我校STEM化学选修课（两课时）中，让学生亲身体验工业生产中制备负载型催化剂的技术设计思路和方法，并利用手持技术探究催化剂的催化效果，使学生运用化学知识指导技术实践并对相关技术进行评价和改进，学会从化学的角度思考技术问题，更深层次地认识化学与技术在社会发展中的重要作用。

2实验原理过氧化氢制氧气是学生初三阶段学习的化学反应。

该实验绿色环保、操作简单、现象明显、产物无污染。

但也存在两个问题：①直接用MnO2催化時反应速率过快，不易控制；②MnO2过滤回收耗时耗力，往往直接倒掉。

过氧化氢的催化分解一、实验目的：1．用静态法测定H 2O 2分解反应的速度常数和半衰期。

2．熟悉一级反应特点，了解反应物浓度、温度、催化剂等因素对一级反应速度的影响。

3．掌握量气技术和体积校正，学会用图解计算法求出一级反应的速度常数。

二、实验原理：1. 凡反应速度只与反应物浓度的一次方成正比的反应，称为一级反应，实验证明H 2O 2的分解反应如下：2 H 2O 2 → 2 H 2O + O 2 （1） 2. 若该反应属于一级反应，则其速度方程应是：式中：C H2O2—时间t 时的H 2O 2浓度； k —反应速度常数。

3. 化学反应速度取决于许多因素，如反应物浓度、搅拌速度、反应压力、温度、催化剂等等。

某些催化剂可以明显的加速H 2O 2 的分解，它们有Pt 、Ag 、MnO 2、FeCl 3、碘化物。

本实验用I -（具体用KI ）作为催化剂。

由于反应在均匀相（溶液）中进行，故称为均相催化反应。

设该反应为一级反应，且按下列式进行：H 2O 2 + I - → H 2O + IO - （A ）H 2O 2 + IO - → H 2O + O 2 （B ） 则因及其总反应速度为上两式之和，即：则 k A C I - = k B C IO-[][]dtC d dtC d BO H AO H 2222-=-2222O H O H kC dtdC =-)2(()2222O H IO B I A O H C C k C k dtdC --+=-2222·H O A A H O I d C k C C dt -⎡⎤⎣⎦-=2222·H O B B H O IO d C k C C dt -⎡⎤⎣⎦-=亦即反应速度应为：由于催化剂在反应前后的浓度是不变的，C I-或C IO-就可视为常数，令k =2k A C I - = 2k B C IO –最后得：若反应（A ）的速度慢于反应（B ），则整个反应速度决定于反应（A ），因而可假定其速度方程式，即为：从而亦可简化为： 2222H O A H O I dC k C C dt--=⋅式（3）表示，H 2O 2的分解反应为一级反应。

促动H2O2 分解的各类催化剂的实验探究一、实验目的我们知道，往过氧化氢中加入二氧化锰，其分解速率会大大提升，这主要是催化剂（二氧化锰）的功劳。

那么，除了二氧化锰外，还有什么物质也能起到催化作用呢，不同催化剂的催化原理是否相同呢，其催化作用对实验环境有何要求呢？为此，我们利用手持技术设计了相关实验，从定量的角度探讨了不同类型和浓度的催化剂对过氧化氢反应速率快慢的影响，以揭示促动过氧化氢分解的催化剂的神秘面纱。

二、实验原理H2O2分解的表观反应为：2H2O2→2H2O + O2↑，温度、溶液浓度、催化剂等对这个分解过程均有不同水准的影响，本实验中着重分析催化剂这个因素的影响。

H2O2分解的催化剂有两类，一类是我们所熟悉无机催化剂（如二氧化锰），另一类就是生物酶（过氧化氢酶）。

H2O2同时具有氧化性和还原性的特点，所以在有可变价态金属（如二氧化锰、氧化铜、Fe3+、Fe2+）存有的情况下，过氧化氢可交替与金属发生氧化反应和还原反应，最终结果为过氧化氢被催化生成H2O和O2，而金属离子不发生变化。

例如：MnO2催化过氧化氢：MnO2被H2O2还原成Mn2+，同时H2O2被氧化产生O2，但Mn2+又可被氧化为MnO2，同时H2O2被还原成H2O，因而在反应前后似乎没有什么变化，如此往复循环，使反应得以继续实行。

另一方面，生物体中也存有催化过氧化氢分解的催化剂：过氧化氢酶。

过氧化氢酶是分子量约25万的血红素铁蛋白，分子结构中包含四个Fe（Ⅲ）原卟啉基团。

血红素中心的3价铁与卟啉的4个吡咯环上的N原子形成4个配位键,与血红素平面的近侧(朝向四聚体核心的一侧)Tyr的酚羟基形成第5个配位键。

过氧化氢酶广泛存有于生物组织中，具有催化分解H2O2为H2O和O2的功能。

很多植物如蓖麻子，番茄，菠菜，玉米，棉花等中存有着不同数目的CAT同工酶，少的有2种，多的达数10种。

酶催化反应的机理为：反应中酶的血红素卟啉环(Por)和铁先被H2O2氧化，生成Por·+ - Fe Ⅳ= O(大亚基酶) 或Por - FeⅣ-OH(小亚基酶),称为化合物Ⅰ(Cpd Ⅰ)。