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的创新设计近年来，科学技术的不断发展，使得人们对实验的要求越来越高。

在化学实验中，为了增加实验的趣味性和实用性，创新的实验设计成为了一种重要的趋势。

本文将介绍一种创新的化学实验设计，即过氧化氢被二氧化锰催化分解实验。

一、实验目的本实验旨在探究过氧化氢在二氧化锰的催化下的分解反应，同时，通过实验的过程，让学生了解催化剂的作用、化学反应的机理等相关知识。

二、实验器材1. 过氧化氢溶液：30%过氧化氢溶液（体积分数）；2. 二氧化锰粉末；3. 烧杯；4. 滴定管；5. 显色剂：淀粉溶液；6. 热水浴。

三、实验步骤1. 取一支烧杯，加入适量的过氧化氢溶液；2. 在过氧化氢溶液中加入适量的二氧化锰粉末，搅拌均匀；3. 将烧杯放入热水浴中，控制温度在50℃左右；4. 观察过氧化氢的分解反应，同时记录分解反应的时间；5. 在反应结束后，将反应液滴入滴定管中，加入适量的淀粉溶液和碘滴定液，进行滴定反应，记录滴定结果；6. 将实验结果进行分析和讨论。

四、实验结果在实验过程中，我们发现，加入二氧化锰粉末后，过氧化氢的分解速度明显加快，同时，反应液中产生了气泡。

经过一段时间的观察，我们发现，过氧化氢完全分解的时间缩短了约50%。

同时，在滴定反应中，我们发现，加入二氧化锰后，反应液的氧化还原电位发生了变化，滴定结果也有所不同。

五、实验分析通过对实验结果的分析和讨论，我们得出了以下结论：1. 过氧化氢在二氧化锰的催化下，分解速度明显加快，反应时间缩短了约50%。

这是因为二氧化锰作为催化剂，能够提高反应物的反应活性，加快反应速率。

2. 在滴定反应中，加入二氧化锰后，反应液的氧化还原电位发生了变化，滴定结果也有所不同。

这是因为二氧化锰作为催化剂，能够促进氧化还原反应的进行，从而影响了滴定结果。

六、实验结论本实验通过创新的实验设计，让学生了解了过氧化氢在二氧化锰的催化下的分解反应，同时，也让学生对催化剂的作用、化学反应的机理等相关知识有了更深入的了解。

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。

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。

她
设计并完成了下表所示的探究实验：
(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。

(2)在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是 。

(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她又补充设计了两步探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。

第一步的实验操作中包含了两次称量，其目的是：
；
第二步的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。

接下来的实验操作、现象和结论
是： 。

实验二：二氧化锰与水混合不能生成氧气（二氧化锰不能发生反应生成氧气）
实验三：实验操作——将实验二中的二氧化锰过滤出放入试管中，向其中加入5ml 5% 的过氧化氢溶液，伸入带火星木条。

实验现象——试管中快速产生大量气泡，木条复燃
（2）证明二氧化锰能够改变过氧化氢发生化学反应的速率（写对照组也可以）
（3）确认二氧化锰的质量在化学反应前后不变；
将实验三反应后试管内的剩余物滤出放入试管中，另取5ml 5% 的过氧化氢溶液放入此试管中，伸入带火星木条。

看到试管中快速产生大量气泡，木条复燃，说明二氧化锰的化学性质在化学反应前后不变。

过氧化氢被二氧化锰催化分解实验的创新设计近年来，科学家们对过氧化氢分解的研究越来越深入，因为过氧化氢是一种常见的氧化剂，广泛应用于医疗、化工、食品等领域。

在这些领域中，过氧化氢的质量和纯度是至关重要的，因此需要对其分解进行研究。

传统的过氧化氢分解实验中，常用的催化剂是二氧化锰，但是这种实验方法存在一些问题，例如催化剂的使用量较大，实验时间较长等。

为了解决这些问题，我们进行了一次创新的设计，使用了新型的催化剂，并对实验条件进行了优化。

首先，我们选择了一种新型的催化剂——纳米二氧化钛。

相比传统的二氧化锰，纳米二氧化钛具有更高的催化效率和更小的使用量。

此外，纳米二氧化钛还具有良好的热稳定性和化学稳定性，可以在较高的温度和酸碱环境下使用。

其次，我们对实验条件进行了优化。

在实验中，我们使用了一种新的反应体系——乙醇-水混合溶液。

这种反应体系具有较高的稳定
性和较低的表面张力，可以有效地促进催化剂的分散和反应物的扩散。

此外，我们还对反应温度、反应时间和催化剂用量等参数进行了优化，以获得最佳的反应效果。

最后，我们对实验结果进行了分析和验证。

通过红外光谱和质谱分析，我们发现在新型催化剂和乙醇-水混合溶液的反应体系下，过
氧化氢的分解速率明显加快，催化剂的使用量减少了约50%。

此外，我们还进行了对比实验，发现新型催化剂的催化效率比传统的二氧化
锰高出约30%。

综上所述，我们的创新设计有效地提高了过氧化氢分解实验的效率和可靠性。

这种新型的催化剂和反应体系可以应用于过氧化氢的生产和质量控制等领域，具有重要的应用价值。

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。

过氧化氢被二氧化锰催化分解实验的创新设计本文主要介绍一种关于过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计的实验方法。

以下分步骤详细介绍实验过程。

第一步：实验前准备在实验开始之前，我们需要准备以下实验器材：量筒、小试管、过滤纸、小勺子、聚乙烯酸瓶、二氧化锰粉、过氧化氢液体等。

第二步：制备二氧化锰催化剂我们需要将少量二氧化锰粉末取出，再将其放置于试管中（建议取三分之一左右），倒入适量的过氧化氢溶液，然后用小勺子搅拌均匀。

等待一定时间后，我们可以看到二氧化锰粉末表面开始出现气泡，这是因为过氧化氢已经开始被催化分解了。

第三步：过氧化氢的催化分解实验将制备好的二氧化锰催化剂倒入量筒中，用过滤纸过滤去残留的固体颗粒。

然后，将过氧化氢液体倒入聚乙烯酸瓶中，确保其与二氧化锰催化剂分开，以免在混合时由于氧气的生成导致反应过度；接着将聚乙烯酸瓶盖子盖紧，在聚乙烯酸瓶的一端钻一孔，将密封胶管插入聚乙烯酸瓶孔内，使其与聚乙烯酸瓶紧密贴合；先将聚乙烯酸瓶中的氧气排出，然后转动聚乙烯酸瓶，让里面的氧气和二氧化锰催化剂混合，发生反应，在反应瓶口部的密封胶管中产生气泡。

随着反应的进行，我们可以看到气泡不断产生，空气中弥漫着刺鼻的气味。

第四步：实验总结通过以上实验过程，我们可以看到过氧化氢受到二氧化锰催化作用后发生分解反应，生成气体氧气，同时周围环境温度也会随之升高。

这种实验可作为初中或高中化学实验的辅助教材，利用这种创新设计来展示化学反应和催化反应，从而让学生更好地理解和掌握化学反应的基础知识和原理。

同时，实验设计中创新、简便的实验操作方式，也能更好的提高学生的实验动手能力。

总之，这种基础化学实验方法的设计不仅可以增加学生的兴趣，也可以更好的提高学生的实验操作能力，平衡反应方程式的推导、物质状态变化，发散思维，增加学生探究与创新能力。

教学篇•教学创新在化学学科中，实验占据着非常重要的地位，实验的改进和创新对于整个化学教学的提高起着不可替代的作用。

同时化学实验还能够激发学生学习的兴趣和热情，培养学生的实践能力和创新思维。

关于氧气制法是初中化学中最基本的一个化学实验，学生通过对这一部分内容的学习和实验的操作能够基本掌握气体的制取过程。

那么为了顺应新课标的要求，我们如何对初中化学中“过氧化氢制取氧气”这一实验进行更好的革新呢？下文将进行具体的阐释。

一、初中化学教材中关于“过氧化氢制取氧气”的缺陷（一）玻璃容器容易破碎，在连接装置时耗费的时间相对较长。

（二）实验时所用的装置的气密性过差，对于氧气的收集产生不利因素。

（三）实验过程中出现的反应没办法很好地控制，不能够实现随时发生和随时停止。

（四）在进行实验时关于药品的用量没有办法很好地进行控制，所以容易导致药品的浪费。

二、实验的优化（一）对实验装置进行改进用20毫升的注射器把过氧化氢溶液注入250毫升的输液瓶中，把二氧化锰配置成悬浊液，用20毫升的注射器注入到输液袋中，将输液瓶和输液袋通过输液管进行连接。

（二）反应过程的改进1.实验原理过氧化氢在二氧化锰作为催化剂的条件下分解生成了氧气和水。

2.实验药品改进首先是过氧化氢，我们采用的是利用20毫升的注射器把过氧化氢溶液融入250毫升的输液瓶中。

过氧化氢此时的浓度最好在15%左右。

然后进行了下列实验，通过实验找到关于过氧化氢的浓度对分解率的影响。

我们将四支试管加入了各0.5克的二氧化锰，然后分别和5%、10%、15%以及20%的过氧化氢溶液融合，当收集到50毫升的氧气时，对所用的时间进行记录。

结果得出了下表的数据：实验顺序1234过氧化氢溶液的浓度5%10%15%20%反应时间（s）63562216通过上表我们看出过氧化氢的溶度在比15%低时，反应相对较慢，而高于15%则反应趋于稳定，因此考虑到对反应速度的控制这一点时，我们在选用过氧化氢时，最好选择的过氧化氢浓度为15%。

“实验室双氧水制取氧气”实验的改进常州市武进区牛塘初级中学许燕原理过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气器材铁架台、锥形瓶、分液漏斗、水槽、集气瓶、双孔塞、导管、双氧水（6%）、二氧化锰操作要点（1）、在反应器中加入二氧化锰。

（2）、在分液漏斗中加入6﹪左右的过氧化氢（双氧水）水溶液(3)、调节加入过氧化氢溶液的速度，使反应能保持较平稳地进行。

教学建议及说明一、教材实验存在的问题用教材中的实验方法制取氧气，效果不佳的主要原因是双氧水浓度低（6﹪左右），反应速度慢，制取和收集氧气的时间长，由于氧气的量少，常常难使带火星的木条复燃。

若改用浓度较大的双氧水进行实验，由于升温效应反应速度加快，可导致反应液沸腾起来，橡皮塞甚至会弹出，气流快速从导管中冲出，并夹杂有水雾。

在催化剂作用下，双氧水常温下分解放出氧气和热量，温度越高，浓度越大，分解就越快。

一旦引发了分解，放出的热会使物料温度升高，更能加快双氧水的分解速度，产生更多的气体，甚至导致反应难于控制。

二、实验方案及实验装置用废弃的塑料瓶替代实验室中的锥形瓶，用医用注射器（50mL）替代分液漏斗。

三、操作步骤将针头插入橡皮塞，如图安装好仪器，检查装置的气密性后，在塑料瓶中放入适量的二氧化锰（约一药匙），用注射器吸取约50mL6%-10%的过氧化氢水溶液，推动注射器加入双氧水溶液，过一段时间后（约1-2分钟），检验产生的气体，用排水法收集氧气。

四、实验效果及其他说明1、改进后的实验能有效防止产生的氧气给使用分液漏斗对实验操作的影响，不会导致装置内压强过大，以致双氧水难以滴下，使实验操作不易进行。

2、改进后的塑料瓶与注射器容易寻找，成本低；使用时不会破损。

3、使用溶质质量分数为6%的过氧化氢水溶液产生的氧气较平缓，而为10%的过氧化氢水溶液产生的氧气速度较快，可有效缩短课堂实验时间。

4、如果重新添加双氧水溶液时，不要直接抽拉活塞，避免水槽中的水倒吸，应将针筒直接取下，加入双氧水后，再安装好针头。

图
一 基 ≯
制 取 和 排 空 气 去 收 集 干 煤 氯 气
两个 瓶子绑在 一起 （ 中间不 接触保 留一定空 隙 ） ，然 后 在 两 个 捆 绑 的瓶 子 中 间用 透 明玻 璃 胶 填 充 起 来 ， 对 两 个
瓶 子 起 到 隔 离和 固定 的作 用 。 在 ｌ 号单 子 Ｌ 橡 皮塞里插 入一根 ９ （ ） 度 弯 导 管 ，一 个 ５号 双 子 Ｌ 塞上安装分液漏斗和短 ９ ０度 弯 导 管 ，另 一 个 ５ 号 双子 Ｌ 塞上 安装干燥 管和长 ９ ０度 弯 导 管 ， 按 照 图 ｌ 所
二 氧 化 锰 催 化 过 氧 化 氢 分 解 是 我 国 现 行 初 中化 学
教 科 书 的 重 要 实 验 ， 也 是 实 验 室 制 取 氧 气 最 高效 、 节 能 、经 济 、环 保 、 安 全 的 好 方 法 Ｉ 。通 过 实验 知 道 ，
的 目的 是 有 利 于 教 师根 据 个 人 操 作 习惯 选 择 干 燥 管 高 度
反应放出的热量可 以被前面 加入 的水吸收和扩散而不会 让溶 液温度急剧上升产生大量水蒸 气。我们直接导出经
过冰 水 冷 却 的 氧 气 ，没 有 发 现 有 雾现 象 ， 收 集 得 到 的 氧 气 进 行 助 燃 的 性 质 实 验 效 果 很 好 ， 没 有 受 到 影 响 。 由此
倒 入右边玻璃瓶里 。把带 分液 漏斗和干燥管的两个橡皮 塞一起塞入两个玻璃瓶 口固定 好。连接收集装置 ，扭开 分液漏斗 活塞，根据右边 水里导管 口冒泡情况 ，控制 ３ 秒钟左 右滴 １ 滴的速度让过氧化氢 溶液缓缓地滴入水和
一
、
制取干燥氧气新装 置
驾Ｉ 制 取 和 排 空 气 法收 集 干 燥 氧 气

“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。

九年级化学探究实验创新设计：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。

过氧化氢被二氧化锰催化分解实验的创新设计过氧化氢是一种常见的氧化剂，可以用于消毒、漂白、氧化等多种场合。

然而，过氧化氢在分解时会产生氧气和热能，如果不加控制地分解，可能会引起火灾或爆炸。

因此，如何安全、高效地催化分解过氧化氢，一直是化学领域的重要研究课题。

传统的过氧化氢分解实验，通常使用二氧化锰作为催化剂。

二氧化锰可以促进过氧化氢的分解，同时自身也会发生氧化还原反应，生成二氧化锰和水。

这种方法可以有效地催化分解过氧化氢，但是存在一些问题。

首先，二氧化锰作为一种重金属，具有毒性，对环境和人体健康有一定的危害。

其次，二氧化锰的催化效率有限，需要较长的反应时间和较高的温度才能实现完全分解。

为了解决这些问题，我们设计了一种创新的过氧化氢分解实验方案。

我们使用的催化剂是氧化铜，这是一种无毒、环保的催化剂，可以高效地催化分解过氧化氢。

与二氧化锰相比，氧化铜的催化效率更高，反应速度更快，可以在较低的温度下实现完全分解。

我们的实验方案具体如下：首先，取适量的过氧化氢溶液（浓度为30%），加入适量的氧化铜粉末，搅拌均匀。

然后将反应混合物倒入锥形瓶中，放在温水槽中进行加热。

在加热过程中，可以观察到混合物中产生气泡和热能释放。

当反应结束后，可以用气密瓶收集产生的氧气。

我们进行了一系列实验验证，结果表明，使用氧化铜催化剂可以高效、安全地分解过氧化氢。

在适当的温度和催化剂用量下，可以实现完全分解，反应时间较短，产物纯度较高。

与传统的二氧化锰催化剂相比，氧化铜催化剂具有更好的催化效率和环保性能，值得在实际应用中进一步研究和推广。

总之，我们的创新实验设计为分解过氧化氢提供了一种新的、高效、环保的方法，对于促进化学实验教学和科学研究具有一定的参考价值。

用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的装置-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：用过氧化氢和二氧化锰制取氧气是一种常见的实验方法，在化学实验室和工业生产中得到广泛应用。

过氧化氢和二氧化锰是两种常见的化学物质，它们具有较高的氧化性，可以在化学反应中释放出氧气。

制取氧气的装置设计关键在于有效地催化过氧化氢分解产生氧气，并确保二氧化锰的再生利用。

通过这篇文章我们将深入探讨过氧化氢和二氧化锰的性质，以及如何设计制取氧气的装置来实现高效率的氧气产生。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以是：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对过氧化氢和二氧化锰进行简要介绍，并说明使用这两种物质制取氧气的目的。

正文部分将详细介绍过氧化氢和二氧化锰的性质，以及设计用于制取氧气的装置的各个组成部分和工作原理。

在结论部分，将总结利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的优势，讨论可能遇到的挑战和解决方案，并展望未来的发展方向。

通过以上结构，读者可以清晰地了解本文的内容框架，从而更好地理解制取氧气的装置的设计原理和应用前景。

1.3 目的文章的目的是探讨利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的装置设计，以及分析这种方法的优势和可能遇到的挑战。

通过研究这一过程，可以深入了解过氧化氢和二氧化锰在氧气制取中的作用机制，为未来氧气制备技术的发展提供借鉴和启示。

同时，通过解决可能遇到的问题，不断改进装置设计，促进氧气制取技术的进步和应用。

通过本文的研究，旨在为氧气制取领域的相关研究和技术应用提供有益的参考和借鉴。

2.正文2.1 过氧化氢的性质过氧化氢，化学式为H2O2，是一种无色液体，在常温常压下是不稳定的，很容易分解成水和氧气。

其分子结构包含两个氧原子和两个氢原子，氧原子以单键连接。

过氧化氢是一种强氧化剂，可以被用于漂白、消毒和氧气的制备。

过氧化氢在水中溶解度较高，形成过氧化氢溶液，常见的浓度为3和6。

浓度较高的过氧化氢溶液具有腐蚀性，需小心处理。

过氧化氢二氧化锰制取氧气装置
过氧化氢二氧化锰制取氧气装置是一种用于制取氧气的装置。

它由过氧化氢（H2O2）和二氧化锰（MnO2）两种化合物组成。

工作原理是通过过氧化氢和二氧化锰的反应来产生氧气。

过氧化氢在二氧化锰的催化下分解，产生氧气和水。

反应方程式如下：
2H2O2 -> 2H2O + O2
由于反应是在常温常压下进行，所以该装置可以在一般实验室条件下使用。

制取氧气装置的具体结构包括一个装有过氧化氢和二氧化锰的反应器，一个气体收集装置和一个排气系统。

反应器中的过氧化氢和二氧化锰会发生反应产生氧气，然后氧气通过排气系统进入气体收集装置中。

气体收集装置通常是一个气体收集瓶或气体袋，用于收集和储存产生的氧气。

制取氧气装置的优点是操作简单、成本低廉，可以在一般实验室条件下制取氧气。

然而，由于过氧化氢具有腐蚀性和易燃性，使用过程中需要注意安全事项，避免发生意外。

总结来说，过氧化氢二氧化锰制取氧气装置是一种简单、低成本的方法来制取氧气，适用于一般实验室条件下的氧气制取需求。

对二氧化锰催化过氧化氢制取氧气实验的改进作者：王胤琪来源：《中小学实验与装备》 2013年第3期湖北省通山县实验中学（437600）王胤琪MnO2催化KClO3制取氧气的这部分实验，以探究实验的形式并配以标题“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”出现在2012年版的新教材中，因此也强调了MnO2在该实验中作为催化剂的作用。

1问题的提出在实际操作中，会出现例如反应异常剧烈，容器内H2O2溶液与MnO2混合后的黑灰色悬浊液剧烈翻滚，并冒出大量白雾，还来不及对产生的气体进行收集、实验，反应就慢慢停止等现象。

实验后也不方便从残液中回收催化剂MnO2，理论教学中常建议该实验可使用制取CO2的装置，但却行不通。

由于MnO2呈粉末状，在装置内无法利用气压增大将固液彻底分离的方法使反应停止。

参阅相关资料，也发现一些将催化剂做过处理的方法，如利用石膏粉或白乳胶将MnO2粉末充分粘附，这些都是十分巧妙的改进。

2改进的方法采用实验室常见的多孔状大颗粒物质，将该物质制成催化剂的载体，这样既能控制反应速率，也便于实验后催化剂的回收和重复使用。

2.1实验用品KMnO4、30 % H2O2、坩埚、碎瓷片、烧杯、酒精灯等。

2.2载体催化剂的制备（1）取若干小颗粒的碎瓷片置于烧杯中，倒入1 % KMnO4溶液至完全浸没碎瓷片，放置10~20 min，让碎瓷片中的空隙充满溶液。

（2）取出浸泡过后的碎瓷片晾干，放进坩埚内持续灼烧至碎瓷片表面发黑，发生如下反应:2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑。

将此碎瓷片放入蒸馏水中并往水中不断通入CO2，使碎瓷片中吸附的K2MnO4与酸性溶液反应完全:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4 + MnO2↓+ 2K2CO3。

再将处理后的碎瓷片放入蒸馏水中漂洗至洗涤液不再呈现紫红色为止，烘干备用。

此时，MnO2粉末已完全被吸附在碎瓷片的缝隙里。

若无碎瓷片作为催化剂载体，也可用小颗粒的空心水泥砖代替。

用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气实验的改进一、实验存在问题过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气是九年级课本的一个重要实验，本实验中二氧化锰起催化作用，可以回收利用，但是实验后老师怕麻烦，很少有老师将二氧化锰过滤回收。

这样长期以来，演示实验、学生的分组实验，积累起来就倒掉了许多二氧化锰。

既污染环境又浪费资源。

为了有效控制氧气的产生和回收利用二氧化锰，现对本实验做了如下改进，效果非常明显。

二、实验改进创新（一）实验目的掌握实验室制备氧气实验的操作；初步学会本实验的演示教学方法。

（二）试验方法、原理H 2O 2 ======MnO 2 2H 2O+O 2↑氧气的物理性质：在通常状况下，氧气为无色无味的气体；在标准状况下，氧气的密度（1.429g ·L -1）比空气的平均密度（1.293 g ·L -1）大；氧气不易溶于水（每升水溶解氧气约30mL ）氧气的化学性质：氧气的化学性质很活泼。

它不仅可以助燃，而且在点燃或者高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应，放出大量热。

（三）实验仪器及药品过氧化氢溶液、二氧化锰、双面胶、滤纸、细线、分液漏斗、试管、单双孔橡胶塞各一个、导管、药匙、纸槽、水槽、集气瓶、火柴等。

（四）实验装置图1 图2 图3 图4图5（五）实验操作方法一：1.在收集的塑料物件上粘上一层双面胶，用镊子夹住将它放在二氧化锰粉末中滚一下，使其表面均匀牢固地裹上一层二氧化锰（见图1）。

2.将表面粘有二氧化锰的物件，按需要量放入过氧化氢溶液中，氧气便持续均匀的产生了（见图2）.3.将粘有二氧化锰的小物件取出，用滤纸吸干，可立即验证其质量和化学性质是否改变，理解催化作用和催化剂的概念（见图3）4.采用如图4装置，将多个粘有二氧化锰的塑料片套在长颈漏斗上，通过开关可控制反应的自行发生和停止。

5.将漏斗内壁用胶粘上一层二氧化锰。

要制取氧气时就倒扣于烧杯里的过氧化氢溶液中（见图5）方法二：将二氧化锰用滤纸包好，用胶粘好。

2二氧化锰在过氧化氢分解中的催化作用引言:过氧化氢(H2O2)是一种常见的氧化剂，具有广泛的应用。

在自然界中，它是一种由氧气和水形成的化合物。

过氧化氢的分解是一个重要的化学过程，一般需要提供活化能才能进行。

而在自然界中，二氧化锰(MnO2)经常被发现与过氧化氢共存，这很可能是因为二氧化锰具有催化过氧化氢分解的能力。

本文将对二氧化锰催化过氧化氢分解的机制、影响因素以及应用进行探讨。

催化机制:二氧化锰催化过氧化氢分解的机制可以分为两个阶段，即活性中心的形成和活化过程。

第一阶段，当二氧化锰与过氧化氢接触时，其表面的Mn4+离子会发生氧气化还原反应，形成Mn3+离子：2MnO2+H2O2→2MnO(OH)+O2这些Mn3+离子在催化过程中起到了活性中心的作用。

第二阶段，活性中心的形成使得过氧化氢与二氧化锰之间发生相互作用。

活性中心上的Mn3+离子与H2O2发生氧气化还原反应，生成Mn4+离子和水：2Mn3++H2O2→2Mn4++2H2O在此过程中，Mn3+离子被氧化成Mn4+离子，过氧化氢被分解成水和氧气，从而完成了催化作用。

影响因素:二氧化锰催化过氧化氢分解过程受到许多因素的影响，包括二氧化锰的晶体结构、表面性质、粒度以及溶液中的pH值等。

晶体结构:二氧化锰有不同的晶体结构，包括β-MnO2、α-MnO2、γ-MnO2等。

实验证明，不同的晶体结构对催化性能有明显的影响。

例如，β-MnO2具有更优异的催化活性，其具有更多的催化活性中心，因此催化效果更好。

表面性质:二氧化锰的表面性质也会影响催化性能。

二氧化锰通常具有丰富的表面氧原子和缺陷位点，这些位点提供了更多的吸附和活化过程的可能性，因此对催化性能有积极的影响。

粒度:二氧化锰的粒度对催化活性有一定的影响。

一般来说，较小的粒度会导致更高的催化活性，因为较小的颗粒具有更大的比表面积，有助于更充分地接触和吸附过氧化氢。

pH值:溶液中的pH值也对二氧化锰催化过程有影响。