过氧化氢分解制氧气不同催化剂的探究

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？