过氧化氢分解氧气中催化剂的作用
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摘 要:从实验原理、实验准备、实验过程、实验结果与分析等方面来分析了生物酶在过氧化氢分解制取氧气中的效果对比。
关键词:生物酶 过氧化氢分解 制取氧气 效果对比
随着我国绿化水平的持续提升,使用生物催化剂来对化学催化剂进行替代能够有效减少相应环境污染的出现,在符合现代社会所倡导的绿色化学要求的同时能够促进相应成本的有效减少。因此在这种前提下对生物酶在过氧化氢分解制取氧气中的效果对比进行分析与研究具有极为重要的现实意义。
一、实验原理
通常来说,在几乎所有的生物体内都会含有一定数量的过氧化氢酶,例如植物的块茎、叶、果实中,或者动物的肝脏、血液等中,在这次实验中,这些材料较为简便易得并且价格合理,这也从另一方面说明了酶的专一性。因此经过考虑,在选取水果类时选择了苹果、梨、香蕉,而在选择蔬菜类时选择了菠菜、油麦菜、油菜,而在选择菌类时选择了蘑菇、金针菇作为催化剂。
二、实验准备
试验准备的进行是实验顺利进行的基础和前提。以下从实验设备准备和实验材料准备等方面出发,对相应的实验准备进行了分析。
1.实验设备
在实验设备的准备过程中,必要的实验设备有,300mL锥形瓶、双孔塞、玻璃导管和塑料软管、电子天秤、铁架台、相应数量的火柴、数支滴管、100mL容量瓶等。
2.实验材料
除了上文提到的水果类、蔬菜类、菌类等材料外,还准备了包括二氧化锰在内的众多试剂。
三、实验过程
生物酶在过氧化氢分解制取氧气中效果对比实验的进行需要相应工作的有效支持,以下从实验要点、水果类实验、蔬菜类实验、菌类实验等方面出发,对实验过程进行了分析。
1.实验要点
在实验过程中工作人员应当注重实验要点的合理遵循,这也是确保实验结果精确性的重要基础和前提。在实验过程中通过以水果、蔬菜、植物菌等3类作为制取的催化剂,取相同体积和相同体积分数的过氧化氢作为相应的反应物,并且在相同的反应条件下和相同的实验时间内通过利用排水法在容量瓶内测量氧气产生的具体速率,在确认氧气浓度过程中,可以选择较为传统的火柴检验法来对容量瓶内的氧气数量和浓度进行检验,从而在此基础上通过分析、对比实验数据来得出相应的结论。
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用生活中的物质探究过氧化氢分解的催化剂
作者:祁瑞芳
来源:《试题与研究·教学论坛》2017年第08期
摘 要:化学是一门以实验为基础的学科,存在着创新和突破。要想学好化学,不但要掌握理论知识,也要多动手操作,敢于实践,敢于创新,才能发现更多的知识。指导初三学生从课本上所学的二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂深入研究,发现生活中的许多物质可以做过氧化氢分解的催化剂。既巩固、加深了对催化剂概念的理解,又激发了学生学习化学的兴趣,体验了创新发现的乐趣,且提高了合作学习、动手操作和查阅资料的能力。
关键词:过氧化氢;分解;催化剂
一、问题的提出
化学学科的特点是以实验为基础,在教材中每一个知识点的掌握都要有实验依据,这样学生才易于理解和接受。初三化学教材中有分解过氧化氢溶液可以产生氧气的实验,实验方法如下:
(1)在试管中加入5mL 5%的过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察木条是否复燃。
(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,观察现象。
(3)待(2)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。
现象和结论如下:
反应原理解释:
在实验(1)中,过氧化氢溶液在常温下能缓慢分解成水和氧气,但放出的氧气很少,带火星的木条不能复燃;实验(2)、(3)中二氧化锰起了催化作用,加速了过氧化氢的分解,二氧化锰可以重复使用。
催化剂的定义:在化学反应中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改变的物质。
教材中提到硫酸铜溶液等也对过氧化氢的分解有催化作用,这句话给了同学们启示:肯定还有一些物质可以做过氧化氢分解的催化剂。为了防止有些同学认为只有二氧化锰才能做催化剂,我鼓励同学们在现实生活中去探究过氧化氢分解的催化剂。 龙源期刊网
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、取三支试管编号成a、b、c,称取1g二氧化锰,木条4根,备用。
2、将5mL5%的过氧化氢溶液加入a试管中,用一根的带火星木条伸入a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。
3、将称取好的1g二氧化锰加入b试管中,用一根的带火星木条伸入b试管内,木条不能复燃,说明二氧化锰不能产生氧气。
4、再将5mL5%的过氧化氢溶液加入b试管,用一根的带火星木条伸入b试管内,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。
5、将试管b中的试液过滤,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。
6、将干燥后的二氧化锰加入试管c中,再加入5mL5%的过氧化氢溶液,用一根的带火星木条伸入c试管内,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。
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、不能比较实验4和实验6氧气产生的速率,不知道两个实验产生氧气的速率到底是不是一样快。
2、不知道实验2中不加二氧化锰时过氧化氢是不是能分解产生氧气还是分解产生氧气的速率比较缓慢。
3、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。
关于催化剂的探究性学习
——分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用
濉溪县刘桥中心学校 谢保昌
【教学目标】
知识与技能:1、知道催化剂的概念和特点。
2、能设计实验方案证明物质是催化剂。
过程与方法:通过实验探究,知道对比法的作用。
情感态度与价值观:通过探究活动,感受科学探究的基本方法。
【教学重点】1、催化剂的概念和特点。2、实验方案的设计。
【教学难点】1、催化剂的特点。2、实验方案的设计。
【教学过程】
一、设置情境 激趣引课
由日常生活中的例子激发学生兴趣、设置悬念引入课题。
二、师生互动 探究新知
1、活动与探究
探究一:引领学生实验、观察、分析、得出结论。
小丽同学欲通过实验证明“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰有什么作用”这一命题。她设计并完成下表所示的探究实验:(1)请同学们帮助小丽同学完成实验并填写下表。
实验操作 实验现象 原因分析 结论
实验一 取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条
实验二 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中。
(2)在小丽的探究实验中,“实验一”、“实验二”的作用是 。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的结论,为什么?应怎样补充实验才能使结论更加严密?
小结:
实验操作 实验现象 原因分析 结论
实验一 带火星的木条5%的过氧化氢溶液在常温过氧化氢在常温不复燃 下分解很慢,放出的氧气少,不足以使带火星的木条复燃。 下分解缓慢
实验二 有大量气泡产生,带火星木条复燃 二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解,放出的氧气使带火星的木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢的分解。
(2)对比(或对照)
(3)氧气可能是二氧化锰和水混合产生的,也可能是二氧化锰产生的。应补充如下方案才能使结论更加严密。
实验操作 实验现象 结论