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下 A 过氧化氢的催化分解

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实 验 八
过氧化氢的催化分解
一、目的与要求
1、测定过氧化氢催化分解反应的表观反应速率与半衰期。
2、熟悉一级反应的特点，了解反应物浓度、温度以及催化剂等
因素对一级反应速率的影响。
3、掌握动力学数据的图解处理方法。
二、基本原理
过氧化氢在没有催化剂存在时，分解反应进行得很慢，加入催化
剂可使分解反应速率明显加快。过氧化氢的分解反应为：
H2O2 -→ H2O + 21O2 ⑴
详细的催化动力学研究发现：H2O2在KI作用下的催化分解，按
下列步骤进行
KI + H2O2 -→ KIO + H2O 慢步骤 ⑵
KIO -→ KI + 21O2 ⑶
总的反应速率由最慢的步骤(即控速步骤)决定，故速率方程为：

22
22
OHKI

OH
CkCdtdC
⑷

由于在反应过程中，KI在步骤⑵中的消耗等于在步骤⑶中的生
成，即其浓度CKI保持不变，为一常数值(KI的初浓度)，所以可将C
KI

并入到速率常数k中去，有

2222
22
'OHOHKIOHCkCkCdtdCr
⑸
上式中，k’为在KI催化作用下过氧化氢分解反应的表观反应速
率常数。显然从⑸可以看出H2O2的KI催化分解反应为准一级反应。
积分上式


tCCOHdtkdtdCt0'

0
22

得
tkCCt'ln0
⑹
式中：Ct——t时刻H2O2的浓度
C0——H2O2的初始浓度
因分解过程中，放出的氧气体积(定温定压下)与已分解的H2O
2

的浓度成正比，且比例常数为定值。所以可以用易于从实验测定的氧

气体积来表示相应时刻的H2O2浓度。若以V∞表示H2O2全部分解所
放出的氧气体积，Vt表示H2O2在t时刻分解所放出氧气的体积，则
有：
C0∝V∞ Ct∝(V∞－Vt)
则令 Ct=α(V∞－Vt) ⑺
当t=0时，有 C0= α(V∞－V0)= αV∞ ⑻
式中比例常数为定值。将⑺、⑻两式代入⑹式，可得

tkVVVCCtt'lnln0

⑼

若将氧气按理想气体近似处理(本实验条件下是允许的)，
则V∞可由H2O2的初浓度及体积换算得。按理想气体状态方程
pV=nRT
有 pRTnVO2
式中：2on——氧气的摩尔数
P——室内大气压。
又根据 H2O2 -→ H2O + 21O2

有 pRTnpRTnVOHO2222 ⑽
H2O2的摩尔数可利用KMNO4标准溶液滴定得到。在强酸
性介质中，KMNO4滴定H2O2的反应为
5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ -→2Mn2+ + 5O2 + 8H2O

则 254422KMnOKMnOOHVCn
所以 pRTVCpRTnpRTnVKMnOKMnOOHO45244222 ⑾
三、仪器与试剂
1、 过氧化氢分解装置一套(包括250ml锥形反应瓶、水位瓶、
50ml分液漏斗、电磁搅拌器一件、50ml滴定管两只)，停表一块。
2、10ml、5ml量筒各一只，50ml自动滴定管4套。
3、 2%H2O2溶液，0.1mol/dm-3 KI溶液，3mol/dm-3H2SO4溶液,0.04
mol/dm-3 KMNO4溶液。
四、实验内容及操作
1、标定H2O2水溶液的初浓度
用自动滴定管量取5ml H2O2溶液于250ml锥形瓶中，用量筒加
5ml(3mol/dm-3)H2SO4溶液，以0.04 mol/dm-3 KMNO4溶液标准溶液滴
定至淡红色出现为止，进行平行滴定。
2、分别量取15mlKI、20ml蒸馏水于250ml锥形反应瓶中，量
取10ml H2O2溶液于50ml分液漏斗中。检查反应器是否漏气。
3、调节三通活塞使之处于三通状态。利用水位瓶调节量气管中
液面的高度，使其恰在零刻度线后，关闭水位瓶活塞。在电磁搅拌下，
将50ml分液漏斗中的H2O2加入反应器后，迅速关闭分液漏斗活塞。
同时开动停表计时、以及调节三通活塞——使反应器与量气管相通、
而与大气隔绝(以上几步应快速连续操作)。然后打开水位瓶活塞，使
水位参考水平管中液面下降若干后，关闭此活塞。当量气管与参考水
平管中水位相平时，同时记录量气管中水位(即气体体积增加值)与反
应时间。依次测定六组数据，至量气管中液面降至50ml处为止。进
行以上操作时，始终使电磁搅拌器保持均匀搅拌。
4、改用 20mlKI 15mlH2O 10mlH2O2
25mlKI 10mlH2O 10mlH2O2
30mlKI 5mlH2O 10mlH2O2(冬天室温低于15℃)
或 10mlKI 25mlH2O 10mlH2O2(夏天室温高于25℃)
重复上述2、3步骤。
五、实验记录
注意记录：室温、大气压。
六、数据处理
1、考虑到不同反应时刻水蒸气对氧气体积Vt测定的影响,其
Vt = VppVxVxOHOHO)1()1(222 ⑿
式中：V——不同反应时刻量气管中体积测得值。
从附录查得，反应温度(室温)下水的饱和蒸气压OHp2，按⑿式计
算不同反应时刻氧气体积Vt；
2、根据⑺式可知：以VVVtln对t作图可得一直线，从直线的斜

率可得表观反应速率常数。并按'2ln21kt可计算此准一级反应的半衰
期。
3、比较催化剂用量对分解速率的影响，注意考虑温度波动的影
响。
七、思考与讨论
1、反应速率常数与哪些因素有关？
2、为什么要用某时刻氧气的体积，代替该时刻过氧化氢分解掉
的浓度？
3、如何检查反应系统是否漏气？
4、除本实验所用的测定V∞方法外，你认为还有什么方法可以来
确定V∞值？
5、如果你要测定此催化分解反应的活化能，本实验还需要做哪
些改动？请谈谈你取得活化能数据的思路？

附 录：
温度℃
0 5 10 11 12 13 14
PmmHg 4.579 6.543 9.209 9.344 10.531 11.231 11.987
温度℃
15 16 17 18 19 20 21
PmmHg 12.788 13.634 14.530 15.477 16.477 17.533 18.650
温度℃
22 23 24 25 26 27 28
PmmHg 19.327 21.068 22.377 23.756 25.209 26.739 28.349
温度℃
29 30 31
PmmHg 30.043 31.824 41.175

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除过氧化氢的方法

除过氧化氢的方法

除过氧化氢的方法1. 引言过氧化氢（H2O2）是一种常见的化学物质，广泛应用于医疗、食品加工、环境清洁等领域。

然而，过氧化氢的不当使用或储存可能会导致安全问题，因此寻找有效的方法除去过氧化氢变得十分重要。

本文将介绍几种常见的除过氧化氢的方法，并分析其优缺点。

2. 方法一：催化分解过氧化氢可以通过催化剂加速分解为水和氧气。

常用的催化剂包括铁、铜、锰等金属离子，以及酶类如过氧化物酶。

这些催化剂能够提供活性位点，使过氧化氢分子发生氧化还原反应，并释放出水和氧气。

优点： - 催化分解是一种快速有效的除过氧化氢方法。

- 催化剂易于获取，成本较低。

- 分解产物无毒，对环境无害。

缺点： - 需要选择合适的催化剂，并控制催化剂的用量，以避免副反应的发生。

- 催化剂的失活可能会降低催化分解效率。

3. 方法二：化学还原剂过氧化氢可以通过与化学还原剂发生反应而被还原为无害物质。

常用的化学还原剂包括亚硫酸盐、硫酸亚铁等。

这些还原剂能够将过氧化氢分子中的氧原子还原为水。

优点： - 化学还原剂可与过氧化氢发生直接反应，反应速率较快。

- 化学还原剂易于获取，并且成本相对较低。

- 还原反应产物无毒，对环境无害。

缺点： - 需要选择合适的化学还原剂，并控制还原剂的用量，以避免副反应的发生。

- 还原反应可能会产生一些有害物质，需要对反应产物进行处理。

4. 方法三：物理吸附过氧化氢可以通过物理吸附的方法除去。

物理吸附是指通过吸附剂将过氧化氢分子吸附在其表面，从而实现除去的目的。

常见的吸附剂包括活性炭、分子筛等。

优点： - 物理吸附是一种简单易行的除去方法。

- 吸附剂易于获取，成本较低。

- 吸附剂可重复使用，具有较长的使用寿命。

缺点： - 需要选择合适的吸附剂，并控制吸附剂的用量，以达到最佳吸附效果。

- 吸附剂的饱和度会影响吸附效果，需要定期更换或再生吸附剂。

5. 方法四：生物降解过氧化氢可以通过生物降解的方法除去。

生物降解是指利用微生物或酶类将过氧化氢分子降解为无害物质。

中考化学教材实验总结：分解过氧化氢制氧气

中考化学教材实验总结：分解过氧化氢制氧气

三、分解过氧化氢制氧气
1．过氧化氢溶液俗称双氧水，常温下分解缓慢，放出的氧气较少。

2．二氧化锰可以加快过氧化氢分解的速率
，而本身的质量和化学性质都不发生变化，是过氧化氢分解的催化剂，起催化作用。

3．验证二氧化锰质量不变的方法是：称量反应前后二氧化锰的质量
4．验证二氧化锰化学性质不变的方法是：反应停止后，重新加入过氧化氢溶液，仍能快速产生气体
5．分解过氧化氢制取氧气的发生装置：
四、分子的运动实验
装置装置优点检查气密性的方法
简单便于操作
将导管放入水中，双手握住试管，若导管口有气泡
冒出，说明装置气密性良好。

便于添加液体药品用弹簧夹夹紧橡胶管，向长颈漏斗中注水至没过长
颈漏斗下端，若长颈漏斗下端出现一段水柱，说明
置气密性良好。

可以控制反应速率用弹簧夹夹紧橡胶管，打开分液漏斗的旋塞，向锥
形瓶中注水，若分液漏斗中的水不能滴下，说明置
气密性良好。

这两套发生装置的优点是
可以控制反应的发生和
停止
不能用该装置制取氧气的原因是：二氧化锰为粉末
状，不能固液分离
1.现象：烧杯B中溶液变红色，烧杯A中溶液不变色。

2.结论：分子在不断运动。

3.该实验说明：浓氨水具有挥发性；氨水能使酚酞溶液变红色；
4.保持氨气化学性质的最小粒子是：氨分子。

氨气和液氨化学性质是否相同？相同。

过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤

过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤

过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤过氧化氢是一种常见的化学物质，其分解可以产生氧气和水。

在不同条件下，过氧化氢的分解速率和反应路径可能会有所不同。

下面是过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤。

1.常温下分解：a.准备实验室用瓶子，并将过氧化氢溶液倒入瓶中。

b.堵住瓶口，以防止氧气泄漏。

c.等待一段时间观察反应进行。

d.记录下反应时间和反应产物。

2.加热下分解：a.准备一个试管，并将过氧化氢溶液倒入试管中。

b.使用试管夹夹住试管，并将试管加热到适当的温度。

c.观察试管中反应的进行情况，可以通过观察气泡的产生来判断反应的进行。

d.记录下反应温度、时间和反应产物。

3.使用催化剂：a.准备一个试管，并将过氧化氢溶液倒入试管中。

b.加入适量的催化剂，例如铁盐或二氧化锰。

c.观察试管中反应的进行情况。

d.记录下反应时间、反应产物和所使用的催化剂。

4.光照下分解：a.准备一个透明的容器，并将过氧化氢溶液倒入容器中。

b.将容器放置在光照明亮的地方或使用紫外灯照射。

c.观察容器中反应的进行情况。

d.记录下反应时间、反应产物和光照强度。

以上是过氧化氢在不同条件下的分解操作步骤。

需要注意的是，过氧化氢是一种强氧化剂，具有较强的腐蚀性和爆炸性，操作时务必戴上防护眼镜和手套。

同时，由于反应产物中可能会产生氧气和水，应在通风良好的地方进行实验，避免氧气积聚和爆炸的危险。

此外，过氧化氢在一些条件下可能会分解缓慢或不完全，因此在实验中可能需要调整条件或添加催化剂等来促进反应的进行。

具体的操作步骤和结果可能会因实验条件、催化剂种类和浓度等因素而有所不同。

重复实验并记录结果是获得准确数据和结论的关键。

高中化学《催化剂对过氧化氢分解速率的探究》实验课PPT

高中化学《催化剂对过氧化氢分解速率的探究》实验课PPT


提出问题
今天我们通过探究： 胡萝卜、马铃薯、 MnO2均可作H2O2 分解的催化剂，还 有其他物质适合作 H2O2分解的催化剂 吗？愿同学们课外 时间到实验室继续 探究！
课堂小结：
• 胡萝卜、马铃薯均可作为H2O2分解的催化 剂，并且H2O2分解分解速率平稳，容易控 制。 • 使用胡萝卜、马铃薯作为H2O2分解的催化 剂，特别对于我们农村来讲方便，及经济 又实惠。 • 使用胡萝卜、马铃薯作为H2O2分解的催化 剂，符合应的顺利 进行需要一些条件， 如高温、高压、强酸、 强碱、催化剂等。 H2O2是否需具备这些 条件才能分解呢？
2、不同的催化剂 对H2O2分解效 果如何？
催化剂对过氧化氢分解速率的探究 作出假设： ⑴胡萝卜、马铃薯等可以作为过氧 化氢分解的催化剂。 ⑵他们在对过氧化氢催化分解时受 温度、溶液的浓度等因素的影响。
试管编号 2 3 15% 15%
5ml
碎胡萝卜丁
4
15%
5ml
碎马铃薯 丁
二
反应条件 （20—30度）
5ml MnO2 少许
剂量
3克
3克
观察
气泡产生（用时） 带火星的木条
结论
实验步骤：表格（三）
步骤 一
H2O2 浓度 剂量
1 30% 5ml ？
试管编号 2 3 30% 30%
5ml
碎胡萝卜丁
4
30%
实验探究
催化剂对过氧化氢分 解速率的探究
课外阅读资料H2O2
1.外观与性状： 水溶液为无色透明液体，有微弱的 特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。 2.溶解性：能与水、乙醇以任何比例混合。 3. 特性：过氧化氢在遇强光，特别是短波射线照射 时也能发生分解。当加热到 100℃以上时，开始 急剧分解。大多数重金属（如铁、铜、银、铅、 汞、锌、钴、镍、铬、锰等）及其氧化物和盐类 都是活性催化剂，尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等 也能加速分解。