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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。
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。
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。
课题3 制取氧气路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。
屈原《离骚》江南学校李友峰第一课时分解过氧化氢制取氧气催化剂及催化作用【知识与技能】(1)了解用过氧化氢制取氧气的原理。
(2)练习连接仪器的操作，学习检查装置的气密性，动手制取氧气。
(3)认识催化剂及催化作用。
【过程与方法】通过学生动手实验进行科学探究，在活动过程中对获取的信息进行加工处理。
从中培养学生的观察能力、分析能力、实验操作能力等。
【情感态度与价值观】通过亲自动手做实验，让学生体验实验成功的喜悦，激发学习兴趣，增强学生的探究欲。
【重点】用过氧化氢制取氧气科学探究过程的体验。
【难点】催化剂和催化作用的概念的理解。
知识点一用过氧化氢制取氧气【自主学习】1．观察过氧化氢溶液的颜色为无色，状态为液态；二氧化锰是黑色固体。
2．实验探究过氧化氢的分解实验操作现象原因(1)在试管中加入5 mL过氧化氢溶带火星的木条不能放出的氧气很少液，把带火星的木条伸入试管，观察现象 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，观察现象带火星的木条复燃 过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰时分解加速 (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 带火星的木条复燃 试管底部的二氧化锰仍能加快过氧化氢的分解反应的文字表达式：！！！ 过氧化氢――→二氧化锰水＋氧气。
【合作探究】用过氧化氢制取氧气的反应中，二氧化锰是反应物或生成物吗？答：二氧化锰在过氧化氢制取氧气的反应前后，质量和化学性质都没有发生变化，所以二氧化锰既不是反应物也不是生成物。
【教师点拨】过氧化氢加热也可以分解产生氧气，但含有较多的水蒸气，致使收集的气体不纯。
【跟进训练】1．用过氧化氢制氧气时，忘记加入二氧化锰，其后果是( B )A ．不产生氧气B ．产生氧气的速率很慢C ．没有水生成D ．产生氧气的总质量减少2．下图是“用双氧水制取一瓶氧气”实验的主要步骤，其操作错误的是( D )知识点二催化剂和催化作用【自主学习】阅读教材第39页第一段和第二段的内容，并分组进行教材第38页的探究实验，然后完成下列填空：1．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)。
过氧化氢制取氧气催化剂过氧化氢制取氧气催化剂是一种能够促进过氧化氢分解反应并释放出氧气的物质。
在过氧化氢催化剂中，常用的有金属离子和金属络合物。
过氧化氢（H2O2）是一种无色液体，可作为强氧化剂和消毒剂。
过氧化氢可以通过自然分解释放出氧气，其化学方程式可以表示为：2H2O2 -> 2H2O + O2正常情况下，过氧化氢具有相对较高的分解活化能，需要一定温度的加热才能发生分解反应。
为了提高过氧化氢的分解速率，可以引入过氧化氢制取氧气催化剂。
金属离子是过氧化氢催化剂中常用的一种类型。
对过氧化氢分解反应有催化作用的金属离子包括：Co2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+、Ag+等。
这些金属离子作为催化剂的主要作用是提供活性位点，吸附并激活过氧化氢分子，降低分解反应的能垒，从而加速分解过程。
例如，Co2+离子在催化剂中可以与过氧化氢形成配合物，使得过氧化氢分子之间的相互作用减弱，有利于分解反应的进行。
金属络合物也是过氧化氢制取氧气催化剂中常用的一种类型。
金属络合物通常由金属离子和配体组成，如钌离子（Ru3+）和亚硝基配体（NO）的络合物。
这种催化剂在催化过氧化氢分解反应中表现出良好的催化效果。
金属络合物可以提供更多的活性位点，并加强与过氧化氢分子之间的相互作用，从而降低分解反应的能垒，提高反应速率。
催化剂的催化性能还与诸多因素有关，如催化剂的浓度、温度和pH值等。
通常情况下，催化剂的浓度越高，催化反应的速率越快。
适当的温度和pH值也有助于催化剂的活性，但具体的最优条件因催化剂的种类而异。
过氧化氢制取氧气催化剂的应用非常广泛。
除了用于工业上的氧气生产，过氧化氢催化剂还可用作医学、环境保护和实验室等领域的氧气供应。
另外，过氧化氢本身还具有一定杀菌消毒的作用，所以过氧化氢制取氧气催化剂也可用于消毒和清洁等方面。
总之，过氧化氢制取氧气催化剂是一种能够加速过氧化氢分解反应并释放出氧气的物质。
金属离子和金属络合物是常用的催化剂类型。
数字化实验探究过氧化氢制取氧气的催化剂线上线下教育融合实践案例郝玉婷(淄博柳泉中学ꎬ山东淄博２５００９０)摘㊀要:教育数字化转型背景下ꎬ线上线下融合教育是教育新发展的必然趋势.线上教学微课利用家庭小实验ꎬ初步探究催化剂催化过氧化氢制取氧气ꎬ线下走进实验室ꎬ运用数字化实验装置测定不同催化剂对过氧化氢溶液的催化作用ꎬ实现了定性到定量的提升ꎬ完成了线上与线下教育的融合.关键词:线上线下教育融合ꎻ数字化实验ꎻ催化剂ꎻ制取氧气中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０２４)０３－０１１１－０３收稿日期:２０２３－１０－２５作者简介:郝玉婷(１９８９.６－)ꎬ女ꎬ山东省博兴人ꎬ硕士ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀为了更好地适应教育信息化２.０时代的要求ꎬ激发初中生对化学学科的兴趣ꎬ弥补传统教育模式中的不足ꎬ开展线上线下教育模式ꎬ使初中化学内容更加丰富ꎬ教学形式更加有趣㊁多样ꎬ也进一步提升了学生的化学学科素养.制取氧气这一节的线上学习以新冠疫情期间氧气紧缺为背景导入ꎬ激发学生家国情怀ꎬ树立责任意识ꎬ用知识缝制铠甲ꎬ以拼搏不负芳华ꎬ把立德树人的根本目标融入学科㊁教材㊁教学等各环节中.氧气是维持生命不可或缺的物质ꎬ也是参与化学反应最多的物质之一.学生已经知道了氧气的某些方面的知识ꎬ例如氧气可以供给呼吸和支持燃烧等.对于 在实验室中如何制取氧气 氧气具有哪些性质 这些问题ꎬ学生还不了解.本节课需要学生在实验室中动手实验制取氧气ꎬ体会实验室制取气体的一般思路和方法.１实验教学目标(１)初步学习氧气的实验室制法ꎬ归纳实验室制取气体的一般思路与方法ꎻ(２)通过查阅文献ꎬ设计家庭小实验ꎬ探究不同催化剂催化过氧化氢制取氧气ꎻ(３)通过数字化实验ꎬ锻炼实验操作技能ꎬ提高分析数据㊁归纳对比的能力ꎻ(４)培养家国情怀㊁树立责任意识ꎬ落实立德树人的根本任务.２实验设计思路２.１与时政背景相结合学习 氧气 时ꎬ以全国抗击疫情的时政新闻作为导入ꎬ引发学生的真切回忆.对于重症新冠感染患者ꎬ氧气是其他治疗手段的前提.疫情防控期间ꎬ医院的用氧量达到了平时峰值的１０倍之多.在实验室中ꎬ如何高效制取氧气是学生亟待探究的问题.２.２结合线上教学的特点ꎬ做好 课堂切换线上微课中讲解了实验室制取氧气的方法.布置家庭小实验ꎬ选取身边的物质催化过氧化氢制取氧气.线下教学中走入实验室ꎬ运用数字化实验设备ꎬ探究不同催化剂对过氧化氢的催化效果ꎬ实现从定性到定量的提升.１１１３实验教学过程３.１线上教学ꎬ完成家庭小实验氧气的制备是初中化学第一个气体制备实验ꎬ具有重要意义.过氧化氢的催化分解是实验室制取氧气的方法之一ꎬ与其他实验室制法相比ꎬ过氧化氢的催化分解具有很多优点:无需加热㊁实验装置简单㊁产率高㊁便于控制反应速率和成本低等.因此教师们大多选择此制取方法进行课堂演示.线上教学中播放实验室制取氧气的视频ꎬ但学生的参与感不高.课后给学生布置了任务ꎬ根据氧气制取的原理完成家庭小实验.提示:生活中消毒用的双氧水主要成分就是过氧化氢.鼓励学生查阅资料ꎬ选择生活中易得的材料作为催化剂ꎬ设计实验方案.通过查阅资料ꎬ学生了解到生活中很多物质如红砖块㊁锈铁钉[１]㊁土豆㊁动物肝脏等都可以作为过氧化氢溶液的催化剂[２].图１为学生返校后重现的实验过程.图１中(１)为学生用土豆作为催化剂设计的发生装置和收集装置ꎬ(２)(３)为学生用动物肝脏作为催化剂的实验过程:矿泉水瓶中装有小块动物肝脏ꎬ倒入双氧水ꎬ用带火星的木条检验ꎬ木条复燃效果明显.学生能够得出结论:生活中红砖块㊁锈铁钉㊁土豆㊁动物肝脏等都能催化双氧水制得氧气[３]ꎬ其中土豆和动物肝脏的催化效果最好.图１㊀学生实验重现及数字化实验盘３.２师生合作ꎬ再探催化剂面对种类繁多的催化剂ꎬ应引导学生以分类的思想研究.以物质的基本分类为依据ꎬ选取代表物质ꎬ研究它们对过氧化氢的催化效果.使用数字化实验装置ꎬ测出产生氧气的体积ꎬ实现由定性到定量的提升.图１中(４)为用于探究不同催化剂的数字化实验装置.将氧气传感器与实验盘相连ꎬ可以实时测定氧气的体积分数ꎬ实验盘与电脑相连ꎬ在电脑上就显示出氧气与时间的关系图ꎬ非常形象直观.为了控制变量ꎬ各固体催化剂取用１ｇꎬ液体取用５滴ꎬ取用相同体积的５％的过氧化氢溶液ꎬ放入氧气传感器ꎬ测量试管中氧气的体积分数ꎬ在电脑屏幕上就会出现实时的数据.３.３分析数据ꎬ得出实验结论分析各小组实验产生的氧气 时间的关系图得出:在Ｃ㊁Ｎａ２ＣＯ３㊁盐酸㊁氢氧化钙溶液小组实验中ꎬ氧气体积分数没有明显变化ꎬ可见这些物质基本没有催化效果ꎬ如图２中的(１)所示.在ＦｅＣｌ３溶液的小组实验中ꎬ前１分钟氧气体积分数没有明显变化ꎬ从第２分钟起氧气的体积分数开始出现明显增加ꎬ但增加的速率比较缓慢ꎬ可见ＦｅＣｌ３对过氧化氢溶液有一定的催化作用ꎬ但催化效果不够迅速ꎬ不能作为实验室制取氧气的催化剂[４].动物肝脏的小组实验中ꎬ氧气含量迅速上升ꎬ可见对过氧化氢的催化效率很高ꎬ如图２(２)所示.土豆的小组实验中ꎬ开始氧气的含量增加不够迅速ꎬ后４０ｓ氧气含量迅速变大ꎬ可见土豆对过氧化氢的催化效率也较高ꎬ如图２(３)所示.图２㊀不同催化剂下氧气含量的变化情况由于系统软件只能呈现一种物质的实验数据ꎬ为了更清晰地对比他们的催化效果ꎬ运用Ｏｒｉｇｉｎ作图ꎬ将所有原始数据融合于一张图中ꎬ如图３所示.经过简单的数据处理ꎬ实验结果更加清晰明朗.在无２１１机催化剂中ꎬ实验室制取氧气常用的催化剂ＭｎＯ２的催化效果是最好的ꎬ这也是ＭｎＯ２作为催化剂应用广泛的原因.ＦｅＣｌ３的催化效率不高ꎬ如果增加过氧化氢的浓度也可以实现催化过氧化氢分解氧气的效果ꎬ但催化效率远不如ＭｎＯ２.本次探究实验中最令学生吃惊的是动物肝脏和土豆竟然也能催化分解过氧化氢ꎬ而且催化效率很高ꎬ这也实现了他们能在家中制取氧气的愿望.生物催化剂引起了大家的关注ꎬ既然生物催化剂的催化效率如此之高为什么实验室中不用生物催化剂来制取氧气呢?学生回忆整个探究实验过程很快说出了原因:生物催化剂不容易保存ꎬ前一天准备的动物肝脏和切开的土豆必须保存在冰箱中ꎬ否则第二天到学校就腐烂变质了.所以ꎬ对于在实验室中制取氧气最好的催化剂是ＭｎＯ２ꎬ它对保存条件㊁环境的酸碱性要求都不苛刻ꎬ适用范围更广泛.图３㊀不同催化剂下氧气含量的变化图３.４交流拓展ꎬ多学科融合催化剂是指在化学反应中能改变化学反应历程ꎬ而本身的质量和化学性质没有发生改变的一类物质.催化剂对化学工业及社会的发展起着举足轻重的作用.大部分材料的合成都需要通过催化剂.无机催化剂的工业应用ꎬ难以避免地对环境产生危害.开发清洁㊁高效㊁环境友好型的新型催化剂ꎬ是工业催化面临的重大挑战.土豆和动物肝脏能如此高效地催化过氧化氢ꎬ就是因为它们中存在生物催化酶.随着生物化学技术的快速发展ꎬ酶作为一种高效㊁专一且反应条件温和的生物催化剂ꎬ引起越来越多科研工作者的关注.联系生物学科有关生物酶的相关知识ꎬ探索生物酶的改造可能性ꎬ为学生提供了头脑风暴的机会.在交流过程中ꎬ学生提出为什么催化剂具有如此的 神力 能够加快反应速率呢?通过查阅催化反应动力学的资料ꎬ让学生初步了解反应活化能ꎬ知道二氧化锰其实是通过参加反应来实现催化目的的ꎬ但宏观来看二氧化锰的质量是不变的.４实验教学效果与评价(１)数字化实验探究不同物质对过氧化氢的催化效果.利用传感器等技术ꎬ精确测得生成氧气的多少ꎬ实现了实验从定性到定量的提升.初步了解化学作图软件Ｏｒｉｇｉｎꎬ体会数据分析的乐趣.(２)多学科融合ꎬ尝试ＳＴＥＭ创新教育模式.学科知识㊁数字化技术应用㊁数据分析等应用于同一个探究实验中.化学与生物学科融合ꎬ将催化剂的范畴由无机推广到有机.(３)分类研究催化剂ꎬ分类是化学中非常重要的理念ꎬ物质世界如此丰富繁多ꎬ逐一研究是很难完成的.学会分类研究ꎬ这对今后乃至高中的学习都打下了基础.５结束语把立德树人的育人目标融入学科㊁教材㊁教学等各环节ꎬ培养家国情怀㊁树立责任意识.居家实验与学校实验室结合ꎬ线上教学与线下实验结合ꎬ实现了线上线下的教育融合.参考文献:[１]高志标ꎬ王河华ꎬ洪虹.过氧化氢分解制取氧气实验催化剂的选择[Ｊ].实验教学与仪器ꎬ２０２１ꎬ３８(Ｚ１):７２－７５.[２]黄欢.刍议构建思维课堂的教学策略:以 用过氧化氢制取氧气 为例[Ｊ].中学化学教学参考ꎬ２０２０(１６):４３－４４.[３]王丽丽ꎬ吴礅艳ꎬ张艳华ꎬ等.过氧化氢催化分解制备氧气的实验改进研究[Ｊ].化学教学ꎬ２０１９(０６):７３－７５.[４]马鑫.再探过氧化氢分解反应催化剂的选择[Ｊ].中学化学教学参考ꎬ２０１８(０６):６５.[责任编辑:季春阳]３１１。
探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用
一、提出问题：
探究过氧化氢分解制取氧气中二氧化锰的作用。
二、猜想与假设：
在过氧化氢制取氧气中二氧化锰是催化剂，加快过氧化氢的分解速率。
三、进行实验：
1、取一支试管，将5mL5%的过氧化氢溶液加入试管中，用一根的带火星木条伸入试管内，木条不能复燃，说明此时过氧化氢分解速度比较缓慢。
2、将称取好的1g二氧化锰加入该试管中，用一根的带火星木条伸入试管内，产生气泡，木条复燃，说明过氧化氢溶液在加入二氧化锰后的分解速率加快了。
3、待不再产生气泡时，再将5mL5%的过氧化氢溶液加入该试管，用一根的带火星木条伸入该试管内，产生气泡，木条复燃，说明加入过氧化氢溶液后，过氧化氢又继续在二氧化锰的作用下分解产生了氧气。
4、待试管中有没有现象发生时，再重复步骤3，观察现象。
产生气泡，木条复燃，说明此时的二氧化锰还是能加快过氧化氢溶液的分解速率，那么二氧化锰可以多次的重复使用，能加快过氧化氢溶液分解速率的化学性质在化学反应前后没有发生改变。
5、将试管中的剩余物过滤，将滤渣干燥后称重，发现质量还是1g。
说明二氧化锰在反应过程中质量没有发生改变。
四、实验结论：
1、二氧化锰在过氧化氢溶液分解反应前后其质量和化学性质没有发生改变。
2、二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中加快其分解速率。
3、根据前面两点，可以得出二氧化锰是过氧化氢溶液分解的催化剂。
五、实验反思：
1、课堂上做这个实验所耗时间太长，最好能分为几个小组进行实验，然后让几个小组把实验结果进行比较，这样可以节约时间。
2、本实验现象比较明显，基本能说明二氧化锰在过氧化氢溶液分解过程中的作用。
分解过氧化氢制氧气中催化剂所起的作用一、催化剂的定义和作用催化剂是一种物质，它能够在化学反应中降低反应的活化能，从而加速反应速率而不直接参与反应本身。
催化剂通常通过吸附、反应和解吸附等过程来实现对反应物的活化，从而提高反应速率。
催化剂在反应过程中可反复使用，不被消耗。
二、过氧化氢的分解原理过氧化氢（H2O2）是一种无色液体，常用于氧气供应和消毒等领域。
在分解过程中，过氧化氢分子会发生自身分解，产生氧气和水。
过氧化氢的分解反应如下所示：2H2O2 → 2H2O + O2三、催化剂在过氧化氢分解中的作用催化剂在过氧化氢分解反应中起到了重要的作用。
一般来说，过氧化氢在常温下分解速率较慢，需要提高反应温度或使用催化剂来加速分解过程。
下面将分别从催化剂的种类和催化剂的作用机制两个方面来阐述催化剂在过氧化氢分解中的作用。
1. 催化剂的种类常用的过氧化氢分解催化剂主要有铁盐类、铜盐类、银盐类等。
这些催化剂通常以微量添加到过氧化氢溶液中，能够显著提高过氧化氢的分解速率。
不同的催化剂对过氧化氢的分解速率和反应条件有不同的影响。
2. 催化剂的作用机制催化剂在过氧化氢分解中的作用机制较为复杂，可以归纳为以下几个方面：（1）活化过程：催化剂能够吸附过氧化氢分子，使其变得更容易分解。
催化剂表面的活性位点能够提供适当的反应环境，吸附和活化过氧化氢分子，从而降低分解反应的活化能。
（2）催化剂的表面反应：吸附在催化剂表面的过氧化氢分子会发生反应，生成活性中间体。
这些活性中间体能够进一步分解，产生更多的氧气和水。
（3）催化剂的再生：分解反应过程中，催化剂可能会与反应物发生反应，并被部分消耗。
但催化剂本身不会被永久性消耗，它可以通过吸附和解吸附等过程进行再生，继续催化反应。
催化剂在分解过氧化氢制氧气中起到了重要的作用。
催化剂能够降低过氧化氢分解反应的活化能，加速反应速率，提高氧气产量。
催化剂的种类和作用机制对反应速率和反应条件有重要影响。
过氧化氢催化分解实验报告一、实验目的本次实验旨在探究过氧化氢在不同催化剂作用下的分解速率，加深对化学反应速率和催化剂作用的理解。
二、实验原理过氧化氢（H₂O₂）在常温下分解缓慢，产生氧气（O₂）和水（H₂O），反应方程式为：2H₂O₂＝ 2H₂O ＋ O₂↑。
加入合适的催化剂可以显著加快反应速率。
常见的催化剂有二氧化锰（MnO₂）、氧化铜（CuO）等。
通过测量在一定时间内产生氧气的体积，可以比较不同催化剂的催化效果。
三、实验仪器与药品1、仪器锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导气管、水槽、集气瓶、量筒、秒表。
电子天平。
2、药品质量分数为 5%的过氧化氢溶液。
二氧化锰粉末。
氧化铜粉末。
四、实验步骤1、检查装置气密性连接好实验装置，关闭分液漏斗的活塞，将导气管一端插入水中，用手捂住锥形瓶，若水中的导气管口有气泡冒出，松开手后导气管内形成一段水柱，则装置气密性良好。
2、称取催化剂分别用电子天平称取 02g 二氧化锰粉末和 02g 氧化铜粉末。
3、组装实验装置在锥形瓶中加入 50mL 5%的过氧化氢溶液，将称好的催化剂分别放入两个锥形瓶中，迅速塞上带有分液漏斗和导气管的双孔橡皮塞。
4、收集氧气将导气管插入装满水的集气瓶中，打开分液漏斗的活塞，让过氧化氢溶液滴入锥形瓶中，开始反应并收集氧气。
同时，使用秒表记录反应时间。
5、测量氧气体积当集气瓶中的水被排尽后，在水面下用玻璃片盖住集气瓶口，将集气瓶取出正放，用量筒测量收集到的氧气的体积。
6、重复实验为了减小实验误差，每种催化剂的实验重复三次，取平均值。
五、实验数据记录与处理1、二氧化锰催化分解过氧化氢实验数据｜实验次数|反应时间（s）｜收集氧气体积（mL）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|平均反应时间：＿____ s平均收集氧气体积：＿____ mL2、氧化铜催化分解过氧化氢实验数据｜实验次数|反应时间（s）｜收集氧气体积（mL）｜｜｜｜｜｜1|＿____|＿____|｜2|＿____|＿____|｜3|＿____|＿____|平均反应时间：＿____ s平均收集氧气体积：＿____ mL六、实验结果与分析1、通过比较二氧化锰和氧化铜催化过氧化氢分解的平均反应时间和收集到的氧气平均体积，可以得出哪种催化剂的催化效果更好。
催化剂对分解过氧化氢制氧气影响因素的探究作者：刘晓光来源：《学校教育研究》2017年第04期一、实验过程1.实验目的①通过实验，找出分解过氧化氢的最佳催化剂。
②熟练掌握制取和收集氧气的方法及规范操作。
③实习氧气制取演示实验的方法。
④初步探索制取氧气实验的影响因素。
2.实验原理：3.实验器材及药品试管、单孔胶塞的导管、秒表、电子天平、药匙、量筒、铁架台等实验药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰、氧化铜、氧化铁、猪肝等。
4.实验步骤①按实验装置图所示安装好仪器；②检查装置气密性，往量筒中注满水；③取3%过氧化氢溶液20ml，分成5等份，每份4ml，分别装人已经准备好的5支试管当中.在5支试管当中分别加人等量的二氧化锰、氧化铜、红砖粉、氧化铁、猪肝。
④分别加热这5支试管，从导管口出现第一个气泡时开始计时，记录当过氧化氢反应完量筒中的水的体积及所用的时间；（保证反应的除催化剂的量外其他条件一致）⑥分析结果。
5.实验数据记录与分析可见，对H2O2催化分解最快的是MnO2.为进一步研究MnO2的催化情况，我做了如下实验：①MnO2催化的制作。
a.取0.2g MnO2粉末。
b.把5gKMnO4分布于试管内壁加热一段时间后把渣倒出，试管内壁上留下一层稳固的棕黑色物质（MnO2），或直接取用KMnO4制取氧气实验留下的试管，用水洗去浮渣后可用。
c.取附有MnO2的灼烧瓷片。
d.用一片有机塑料袋灼烧，然后粘附二氧化锰粉末，让其形成块状。
②把这4种MnO2催化剂连载体分别放入5m15%H2O2溶液中，情况如下：实验结果说明MnO2对过氧化氢的分解有极好的催化作用，但催化剂的制作途径不同，其催化的效率也不同，这主要是接触面大小不同所造成的。
对MnO2来说以粉末状态的催化效率最高。
但是由于接触面积太大，导致反应速率太剧烈，反而塑料袋粘附的二氧化锰粉末，反应的更平稳。
催化剂的用量对反应有否影响呢？为了探索这个问题，我做了这样一组实验：每次均用10mL30%H2O2溶液配制成10%溶液32mL，采用不同量的MnO2粉末作催化剂，测定各次收集500ml氧气的时间，结果如下：结果表明：同一种催化剂的不同用量在一定范围内对反应速度是有影响的。
双氧水分解的常见催化剂
双氧水（H2O2）是一种常用的氧化剂，可用于消毒、漂白、污染治理等许多领域。
但是，它在常温常压下不太稳定，容易分解成水和氧气，因此需要添加催化剂来加速分解反应。
以下将介绍几种常见的催化剂及其作用机理。
第一类：金属离子催化剂
金属离子，尤其是铁、钴、铜等过渡金属离子，可以促进双氧水的分解反应。
这种催化剂的机理是：金属离子与双氧水反应生成金属-双氧水配合物，通过给予双氧水电荷，促进其分解反应。
其中，铁离子特别常用，因为它易于获取、安全稳定。
第二类：酶催化剂
另一类常见的双氧水分解催化剂是酶，例如过氧化氢酶（catalase）。
这类催化剂的机理是：酶分解双氧水成氧气和水并回收酶分子。
一旦有酶在周围，单个酶分子便可以催化大量反应，从而显着加速双氧水分解。
这类催化剂通常非常灵敏，需要小心处理。
第三类：过渡金属氧化物催化剂
除了离子和酶催化剂，过渡金属氧化物也是双氧水分解反应的常见催化剂。
钼酸铵（NH4MoO4）和钒酸铵（NH4VO3）是两种常见的过渡金属氧化物催化剂，它们通过氧化还原反应、阴离子交换反应、吸附反应等多种方式促进双氧水分解。
这些催化剂可以在低浓度下加速双氧水反应，因而非常经济实用。
总之，双氧水分解的催化剂有多种，其机理各异，但都可以显著加速反应速度并改善反应过程。
如何选择催化剂，取决于双氧水分解反应的具体条件和所需的反应速度。
无论使用哪种催化剂，操作者都需小心谨慎，以避免发生意外。
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？。
