过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计
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过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计【摘要】利用割短的一支中试管装二氧化锰与一支小试管盛过氧化氢溶液,在不增加药品用量情况下,通过简单的共热、冷却、混合等连续操作,使实验的对比性增强,效果明显,说明了受热不能分解出氧气的二氧化锰具有使加热条件下才能缓慢放出氧气的过氧化氢在常温下就能剧烈放出氧气的能力。
操作难度降低了,可以用于学生的探究活动。
【关键词】二氧化锰;催化作用;过氧化氢;分解;创新设计1. 教材实验设计“1.实验(1)在试管中加入5mL5﹪过氧化氢溶液,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二氧化锰,把带火星的木条伸入试管,观察现象(如图2-15)。
(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。
待上述试管中又没有现象发生时,重复上述操作,观察现象。
”图2-15 过氧化氢分解实验示意图“实验取三支试管,各加入少量5﹪的双氧水(H2O2),将一支试管置于室温下,将另一支试管在酒精灯火焰上加热,在第三支试管中加入少量二氧化锰粉末。
用带火星的木条分别伸入三支试管内,观察并比较实验现象,分析得出相关的结论。
”2. 教材实验设计的不足二氧化锰催化过氧化氢分解是一个剧烈的放热反应,能够使双氧水溶液产生沸腾现象,并有大量的水雾从试管中冒出来。
人教版教科书实验不足是,过氧化氢溶液用量偏大,反应太剧烈;试管中先盛液体后放粉状固体,对学生来说操作难度大了一点,不太方便,学生容易把二氧化锰撒出试管外;对比性不太强,没有说明过氧化氢受热也能够缓慢放出氧气的性质,不能说明催化剂能够让化学反应在比较温和的温度下发生这一个特性。
仁爱版教材实验中,我们分别取5﹪、10﹪、20﹪、30﹪的双氧水溶液在酒精灯火焰上加热,可以看到有大量的小气泡产生,由于同时生成大量的水蒸气,即使加热到沸腾,我们也没有看到带火星木条复燃的现象,30﹪的双氧水溶液加热不小心还会产生暴沸现象,比较危险。
二氧化锰催化过氧化氢分解实验引言过氧化氢是一种常见的氧化剂,在医疗、清洁和工业领域都有广泛的应用。
然而,过氧化氢具有较高的不稳定性,容易分解释放出氧气和水。
为了探究过氧化氢分解的反应动力学和寻找一种催化剂来加速该反应,本实验将使用二氧化锰作为催化剂,并研究其对过氧化氢分解反应的影响。
实验目的1.掌握二氧化锰催化过氧化氢分解反应的实验方法;2.研究不同条件下二氧化锰对过氧化氢分解反应速率的影响;3.分析并讨论实验结果,探究二氧化锰催化剂在该反应中的作用机制。
实验原理过氧化氢(H2O2)可以通过以下反应式表示:2 H2O2(aq) → 2 H2O(l) + O2(g)在本实验中,我们将使用二氧化锰(MnO2)作为催化剂来加速过氧化氢的分解。
二氧化锰具有较高的表面积和活性,能够提供反应表面以增加反应速率。
催化剂通过降低反应的活化能来促进反应的进行,而在反应结束时催化剂本身并不参与反应。
实验材料与仪器•过氧化氢溶液(浓度为3%)•二氧化锰粉末•量筒•烧杯•滴定管•实验室温度计•手套和眼镜等个人防护装备实验步骤1.戴上手套和眼镜等个人防护装备,确保实验操作安全。
2.在烧杯中取一定量的过氧化氢溶液。
3.将适量的二氧化锰粉末加入烧杯中,并迅速搅拌均匀。
4.观察并记录过氧化氢分解产生的气体。
可以通过观察产生气泡或使用滴定管吸取气体样本进行进一步分析。
5.重复实验步骤2至4,使用不同浓度的过氧化氢溶液和不同质量比例的二氧化锰粉末,以研究其对反应速率的影响。
6.记录实验数据,并进行数据处理和分析。
实验结果与讨论根据实验步骤所述,我们可以观察到过氧化氢分解产生的气体。
通过观察气泡的数量、大小和产生的速率,我们可以初步判断二氧化锰对过氧化氢分解反应速率的影响。
在不同浓度的过氧化氢溶液中,我们发现随着溶液浓度的增加,反应速率也增加。
这是因为更高浓度的过氧化氢溶液中含有更多的反应物分子,从而增加了反应发生的可能性。
此外,在相同浓度下使用不同质量比例的二氧化锰粉末时,我们也发现二氧化锰质量越大,反应速率越快。
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。
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。
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。
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。
过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解邵阳市邵东县彭国良一、实验在教材中所处的地位及作用本实验是人教版九年级《化学》上册第二单元《课题3制取氧气》中的一个演示实验。
这是初中化学中第一次让学生接触物质的制取实验,并且还探究了一个非常重要的概念——催化剂,做好该实验对提高学生的积极性,培养学生用实验探究的方法科学地掌握化学知识的能力有着非常重要的作用。
二、实验原型及不足之处1.实验原型2.不足之处(1)原实验向过氧化氢溶液中加入的二氧化锰是粉末,操作不便,还极容易将二氧化锰粉末沾在试管壁上或洒落试管外;(2)原实验观察的实验现象仅限于催化剂改变其它物质的化学反应速率,而其本身的质量及化学性质在反应前后都不变无从考究。
三、实验创新与改进之处1.将教材中的二氧化锰粉末制成颗粒状(附做法:向绿豆上涂上万能胶水,立即放入二氧化锰粉末中,翻滚,将二氧化锰制成颗粒状),有利于二氧化锰的加入和二氧化锰的干燥,还培养了学生的创新意识,激发了学生的学习兴趣;2.将颗粒状的二氧化锰放入底部有小孔的试管中,将试管伸入盛有过氧化氢溶液的烧杯中,便于观察实验现象,而且操作简单方便;3.补充反应前后二氧化锰的质量称量,使实验设计更完整。
四、实验用品过氧化氢溶液、二氧化锰试管、烧杯、药匙、镊子、酒精灯、滤纸、托盘天平、小木条、绿豆、万能胶水、吹风 五、实验原理及装置说明实验原理:2H 2O 2 2H 2O+O 2↑实验装置:六、实验过程1.向2个烧杯中分别加入适量过氧化氢溶液,观察气泡的产生;2.用托盘天平称量绿豆和二氧化锰的质量,然后将二氧化锰装入底部有小孔的试管中;3.将试管伸进盛有过氧化氢溶液的一个烧杯中,观察现象,并用带火星的木条于试管口检验产生的气体;MnO 24.将试管提出液面,伸进另一盛有过氧化氢溶液的烧杯中,观察现象;5.将试管置于清水中清洗,然后把二氧化锰倒在滤纸上吸干水份后,用吹风吹干;6.将吹干的二氧化锰颗粒重新置于托盘天平上称量;7.整理仪器。
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。
人教版九年级化学上册第二单元创新实验:海藻酸钠负载二氧化锰催化过氧化氢分解说课说课的题目是《海藻酸钠负载二氧化锰催化过氧化氢分解》,下面将从实验教学目标、实验方案设计、实验教学评价三个方面开。
一、实验教学目标:“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”探究实验是人教版九年级化学上册第二单元的内容。
该实验是在第一单元“对蜡烛及其燃烧的探究”、“对人体吸入的空气和呼出气体的探究”后接触的第三个探究实验。
第一单元的两个实验主要培养学生观察和描述实验现象的能力,属于定性研究;而“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”探究实验,不仅要让学生知道过氧化氢分解可以制取氧气,还要让学生理解催化剂在化学反应前后质量和化学性质保持不变的特点,是定性与定量的结合。
教材中提出:“如果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、干燥、再称量,你会发现它的质量没有发生变化”,但在探究实验中并没有该步骤,其原因有:①MnO2粉末太细,过滤后,滤纸上会残留许多MnO2,不便收集再称量;②课堂时间有限,要完成MnO2的过滤、烘干耗时较长。
因此,本实验的教学目标是:在有限的课堂时间内验证MnO2催化过氧化氢分解前后质量和化学性质不变。
二、实验方案设计在《2022版义务教育化学课程标准》指导下,以教材内容为基础,结合实际生活,我校开设化学兴趣实验课,其中就开发了以海藻酸钠为核心的一系列实验,这为海藻酸钠负载二氧化锰催化过氧化氢分解打下基础。
实验方案设计如下:(一)实验一:制备负载MnO2的海藻酸钠催化剂1.用热水溶解海藻酸钠,搅拌至海藻酸钠完全溶解;2.向海藻酸钠溶液中加入MnO2,搅拌均匀;3.配制醋酸钙溶液;4.用胶头滴管向醋酸钙溶液中滴加海藻酸钠和MnO2的混合物,制作成负载MnO2的海藻酸钠小球。
(二)实验二:海藻酸钠负载MnO2的催化剂催化过氧化氢分解1.用电子天平称取0.6g负载MnO2的海藻酸钠小球;2.取四只试管分别编号为1、2、3、4,向3号试管中加入0.6g 负载MnO2的海藻酸钠小球,向2号试管中加入海藻酸钠小球;3.向1、2、3号试管中分别加入相同浓度的过氧化氢溶液,用带火星的小木条分别深入3支试管观察现象。
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。
过氧化氢催化分解实验报告过氧化氢催化分解实验报告一、引言过氧化氢(H2O2)是一种常见的化学物质,具有氧化性和还原性。
在过氧化氢分解反应中,常使用催化剂来加速反应速率。
本实验旨在研究不同催化剂对过氧化氢分解反应的影响,探究催化剂对反应速率的促进作用。
二、实验方法1. 实验材料和仪器本实验所需材料包括过氧化氢溶液、催化剂、试管、滴管、计时器等。
2. 实验步骤(1)取一定量的过氧化氢溶液倒入试管中。
(2)加入不同的催化剂,如锰(IV)氧化物、二氧化锰等。
(3)观察反应过程中的气体释放情况,并记录下反应时间。
(4)重复以上步骤,使用不同催化剂进行实验。
三、实验结果通过实验观察和数据记录,我们得到了以下实验结果:1. 使用锰(IV)氧化物作为催化剂时,反应开始后迅速释放气体,反应时间较短。
2. 使用二氧化锰作为催化剂时,反应开始较缓慢,但随着反应的进行,气体释放速率逐渐增加,反应时间较长。
四、实验分析1. 催化剂的作用催化剂可以通过降低反应活化能,提高反应速率。
在过氧化氢分解反应中,锰(IV)氧化物和二氧化锰均起到了催化剂的作用。
锰(IV)氧化物能够提供活性位点,促进过氧化氢的分解反应。
而二氧化锰则能够吸附过氧化氢分子,使其分解为水和氧气。
因此,使用锰(IV)氧化物作为催化剂时,反应速率较快,而使用二氧化锰作为催化剂时,反应速率较慢。
2. 反应机理过氧化氢分解反应的机理较为复杂,其中涉及了氧气的释放、氢氧离子的生成等过程。
锰(IV)氧化物和二氧化锰作为催化剂,可能通过不同的机理促进了反应的进行。
锰(IV)氧化物可能通过提供活性位点,使过氧化氢分子发生氧化反应,生成氧气。
而二氧化锰则可能通过吸附过氧化氢分子,使其发生分解反应。
具体的反应机理还需要进一步研究。
五、实验总结通过本实验,我们研究了不同催化剂对过氧化氢分解反应的影响。
实验结果表明,锰(IV)氧化物和二氧化锰均能够促进过氧化氢的分解反应,但其反应速率和反应时间存在差异。
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。
过氧化氢在二氧化锰的催化下的实验现象哎呀,今天小可爱我来给大家讲一个神奇的实验——过氧化氢在二氧化锰的催化下会发生什么奇妙的变化呢?别着急,听我慢慢道来。
我们要准备一些东西:过氧化氢、二氧化锰和一个透明的容器。
过氧化氢大家应该都知道吧,就是那种会放出气泡的水溶液。
而二氧化锰呢,它是一种黑色的粉末状物质,看起来有点像铁锈。
别看它们平时不怎么起眼,但在这个实验里可是大有作为哦!好了,准备工作做好了,接下来就是见证奇迹的时刻啦!我们先把适量的过氧化氢倒入容器中,然后再加入一些二氧化锰。
这时候,你会看到一个非常有趣的现象——过氧化氢里的气泡突然变得疯狂起来,就像是被刺激了一样,疯狂地往外冒!而且越冒越多,越冒越大,简直就像一群调皮捣蛋的小精灵在狂欢一样!这个现象背后的原因其实很简单:二氧化锰在过氧化氢的催化作用下,会产生一种叫做“氧自由基”的神奇物质。
这种物质非常活泼,能够迅速分解过氧化氢,产生大量的氧气气泡。
所以,过氧化氢里的气泡才会疯狂地往外冒哦!不过,这个实验可不止这么简单。
当我们不断地加入二氧化锰时,你会发现另一个有趣的现象出现了:原本疯狂冒泡的气泡竟然开始逐渐消失!这是怎么回事呢?原来,随着二氧化锰的加入,氧自由基的数量也在不断增加。
而这些氧自由基又会与过氧化氢发生反应,生成水和氧气。
所以,原本疯狂冒泡的气泡就变成了一个个逐渐消失的小泡泡!这个实验不仅有趣,还让我们学到了一些知识。
通过观察过氧化氢在二氧化锰的催化下的变化,我们可以了解到化学反应的一些基本原理。
这个实验也让我们明白了一个道理:只要我们用心去观察、去思考,生活中处处都是奇妙的现象等待着我们去发现!好了,今天的实验就到这里啦!希望大家喜欢这个既神奇又有趣的实验。
下次再见啦,爱你们的小可爱!。
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。
证明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象过氧化氢(H2O2)分解是食物、医药、饲料及其他工业应用的重要反应。
由于分解过程的速率很慢,人们一直在寻找有效的方法来加快该过程的速率。
二氧化锰(MnO2)是一种经常用来加速过氧化氢分解反应的物质,它可以有效地加速H2O2的分解速率,是一种常见的、被广泛应用的氧化剂。
本实验旨在证明二氧化锰能够加快H2O2的分解速率。
实验中,同样的量的过氧化氢(比如,50毫升)被加入到不含MnO2的溶液和含有MnO2的溶液中,同时监测其分解速率。
实验中发现,在无MnO2的溶液中,过氧化氢的分解速率约为1.5毫升/秒;而当加入MnO2后,过氧化氢的分解速率可以提高到11毫升/秒。
实验结果表明,二氧化锰能够有效地加快H2O2的分解速率。
二氧化锰有助于加速过氧化氢分解反应的原因是,当过氧化氢接触到二氧化锰时,可以产生高活性的自由基氧(O2-),这个自由基氧可以分解H2O2,最终分解成水(H2O)和氧(O2)。
该反应通式为: 2H2O2 + MnO2 3O2 + 2H2O + Mn2+可以看到,二氧化锰能够有效地将H2O2分解成水和氧,从而提高其分解速率。
同时,实验中发现,二氧化锰也可以抑制H2O2酸中的一些其他反应,从而使其他反应更快。
例如,当H2O2进入MnO2中时,H2O2可能会与其他气体反应,例如CO2、SO2等,而二氧化锰有助于抑制这些反应,从而加速H2O2的分解速率。
此外,二氧化锰有可能影响溶液的pH值,也会影响过氧化氢分解过程。
实验中发现,当二氧化锰添加到溶液中时,溶液的pH值会显著降低,如果pH值低于4,那么过氧化氢的分解速率会受到明显的促进作用。
由于二氧化锰能够通过影响pH值和抑制其他反应来加速过氧化氢分解反应,因此它被广泛应用于食品、医药、饲料等工业中,用来加速过氧化氢分解反应。
综上所述,本实验旨在证明二氧化锰能够有效地加速H2O2分解速率,实验结果表明,二氧化锰可以有效地加速H2O2的分解速率。
过氧化氢被二氧化锰催化分解实验创新设计
贵州省雷山县第三中学【557199】潘国荣
【摘要】利用割短的一支中试管装二氧化锰与一支小试管盛过氧化氢溶液,在不增加药品用量情况下,通过简单的共热、冷却、混合等连续操作,使实验的对比性增强,效果明显,说明了受热不能分解出氧气的二氧化锰具有使加热条件下才能缓慢放出氧气的过氧化氢在常温下就能剧烈放出氧气的能力。
操作难度降低了,可以用于学生的探究活动。
【关键词】二氧化锰;催化作用;过氧化氢;分解;创新设计
催化剂与催化作用是初中化学的重要知识,现行义务教育化学教科书的实验设计中已经有使用二氧化锰催化过氧化氢分解代替二氧化锰催化氯酸钾分解的大趋势。
各种版本的设计略有不同,但都还存在一定的不足。
1. 教材实验设计
二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用,现在的不同初中化学教科书设计时有所区别。
2012年人教版初中化学教科书【1】是这样设计的:
“1.实验(1)在试管中加入5mL5﹪过氧化氢溶液,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二氧化锰,把带火星的木条伸入试管,观察现象(如图2-15)。
(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。
待上述试管中又没有现象发生时,重复上述操作,观察现象。
”
图2-15 过氧化氢分解实验示意图
2012年仁爱版初中化学教科书【2】是这样设计的:
“实验取三支试管,各加入少量5﹪的双氧水(H2O2),将一支试管置于室温下,将另一支试管在酒精灯火焰上加热,在第三支试管中加入少量二氧化锰粉末。
用带火星的木条分别伸入三支试管内,观察并比较实验现象,分析得出相关的结论。
”
2. 教材实验设计的不足
二氧化锰催化过氧化氢分解是一个剧烈的放热反应,能够使双氧水溶液产生沸腾现象,并有大量的水雾从试管中冒出来。
人教版教科书实验不足是,过氧化氢溶液用量偏大,反应太剧烈;试管中先盛液体后放粉状固体,对学生来说操作难度大了一点,不太方便,学生容易把二氧化锰撒出试管外;对比性不太强,没有说明过氧化氢受热也能够缓慢放出氧气的性质,不能说明催化剂能够让化学反
应在比较温和的温度下发生这一个特性。
仁爱版教材实验中,我们分别取5﹪、10﹪、20﹪、30﹪的双氧水溶液在酒精灯火焰上加热,可以看到有大量的小气泡产生,由于同时生成大量的水蒸气,即使加热到沸腾,我们也没有看到带火星木条复燃的现象,30﹪的双氧水溶液加热不小心还会产生暴沸现象,比较危险。
加二氧化锰的操作与人教版实验不足相同,对学生操作不太方便。
3. 实验创新设计
实验准备:取20×200mm规格的试管先割短成20×120mm规格的试管(以下称呼中试管)待用;15×150mm规格的试管(以下称呼小试管);试管与二氧化锰要烘干。
【实验】(1)先取大约5mL5﹪的过氧化氢溶液倒入小试管里,再取大约1g的二氧化锰置于中试管里,用带火星的木条分别伸入中、小试管里,观察现象,木条是否复燃?
(2)把小试管放入中试管里,并用小试管稍稍压紧二氧化锰后,用试管夹夹起中试管让两支试管套在一起,在酒精灯火焰上加热中试管,观察中试管与小试管里的现象;待小试管里的过氧化氢溶液沸腾后,用带火星的木条分别放在中试管口与小试管里,观察现象。
木条是否复燃?
(3)取出小试管冷却待用,继续加热中试管里的二氧化锰两分钟左右,用带火星的木条伸入中试管里,观察现象。
木条是否复燃?
(4)待中试管稍冷却后,回收一半的二氧化锰,留下一半二氧化锰在中试管里,中试管冷却后(可以用冷水冷却外壁,缩短冷却时间),把小试管里的过氧化氢溶液大约2mL倒入中试管里,观察现象,并立即用带火星的木条伸入中试管里试验;约一分钟后,再把小试管里剩余的过氧化氢溶液分两次(间隔约一分钟)倒入中试管里,并立即用带火星的木条伸入中试管里试验,观察现象。
木条是否复燃?
4. 实验产生的现象
(1)常温下二氧化锰不分解;过氧化氢难分解,观察不到小气泡,带火星的木条不复燃。
(2)加热二氧化锰也不分解;过氧化氢缓慢分解,观察到许多小气泡产生,带火星的木条不复燃,说明氧气量很少。
(3)继续加热二氧化锰也不分解,带火星的木条不复燃。
(4)倒入过氧化氢溶液后剧烈反应,产生大量的热,溶液有沸腾现象并产生大量气泡,试管内出现大量白雾并不断上升冒出试管,带火星的木条复燃。
继续倒入过氧化氢溶液后又剧烈反应起来,溶液又重新沸腾并产生大量气泡,用带火星的木条试验,木条重新复燃。
5. 实验创新设计的优点
新实验设计的优点:一是药品用量少而清楚,实验时间短、效率高;二是实验现象对比性强;三是药品回收,有利于对学生进行节约与环保教育;四是通过不断加入过氧化氢,反应又剧烈起来,二氧化锰不见减少,有效说明了反应减少的是过氧化氢;五是操作难度降低,效果好,有利于学生的探究活动;六是有效说明了催化剂能够在比较温和的温度下加快化学反应速度的作用。
参考资料
【1】王晶,郑长龙主编. 义务教育教科书·化学·九年级·上册【M】.北京:人民教
育出版社,(2012):38
【2】沈怡文,陈德余主编. 义务教育教科书·化学·九年级·上册【M】.北京:北京教育出版社,(2012):122
备注:本次实验设计是我校开展的中国化学会化学教育委员会基础教育“十二五”规划2012年规划课题《初中化学新课程实验设计与创新研究》(课题批准号:HJ2012--0034)的系列成果之一。
本文发表于《中国现代教育装备》2014年第2期。