中考化学总复习备考指导对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨3.docx

中考化学总复习备考指导对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨3.docx

《中考化学总复习备考指导对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨3.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考化学总复习备考指导对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨3.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

中考化学总复习备考指导对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨3

求真务实事必躬亲

——对过氧化氢与二氧化锰反应制取氧气实验的探讨

初中化学实验知识点零碎而复杂，化学实验过程中的不确定因素很多，对于各类实验我们教师要亲历亲为，力争把效果较好的实验呈现给学生。

因为较好效果的实验往往在于教师的反复实践后，才可能探索到。

请看一道实验探究题

利用下列所示的仪器、药品（及其他必要物品）进行实验并探究。

（1）“把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”与“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中”的实验现象是否相同?

哪种方法可以得到平稳的氧气流?

（2）设计制取氧气和试验其性质的实验方案（下表可供参考，你也可以利用一些其他代用品自行设计其他方案），征得老师同意后实施你的方案，实验后进行小结。

对于这个题目的解答有如下几种：

人教版《化学教师教学用书》九年级上册58页是这样描述的：

（1）此题引导学生思考如何得到平稳气流，为第

（2）题做些准备。

（2）这是一道探究活动习题，综合有关氧气知识进行复习。

这样的习题将会在培养学生创造力方面起一定作用。

用氧化铜、氧化铁、红砖粉末等都可以代替二氧化锰作催化剂使过氧化氢溶液分解。

学生也可以再试一试其他什么物质可以作这一反应的催化剂。

把催化剂放在试管里，塞好带有导管的瓶塞（应为橡皮塞，图中没有瓶子，只有试管和具支试管一笔者注），用注射器通过导管向内逐滴加入过氧化氢溶液，可以得到平稳的气流，同时也便于收集。

学生设计的方案可能是多种多样的，对此教师应予以鼓励。

对于不正确或可能不成功的方案，只要没有危险，教师也应让学生试一试。

学生会从探索中体验到成气功的经验或获得失败的教训。

只要学生积极思考了，认真去做了，在这个过程中一定会有收获的。

提供的表格仅供参考，学生可以自行设计实验目标、方案、步骤等。

但设计好后，应由教师审查后再实施。

我以前对这一题的理解是：

按照上面的提示得出第

（1）题中“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中”（以下简称“前者”）比“把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”（以下简称“后者”）产生的氧气流平稳，从而启发学生在第

（2）题中选出用注射器通过导管向具支试管内逐滴加入过氧化氢溶液，可以得到平稳的气流，同时也便于收集。

网上（包括一些“名师工作室"）对此题的第

（1）小题的回答也有多种答案

甲答案：

“如果两次所用两种物质的量一样的话，现象相同（都是剧烈放出气体）。

实验室制取应该向MnO2中加入H2O2液体，要多少加多少，如果加得均匀稳定，那么气体也是均匀稳定的。

”

乙答案：

“如果把二氧化锰加入过氧化氢前，过氧化氢就已经反应生成少量氧气。

加入过氧化氢就会引起快速的剧烈反应，直到过氧化氢全部反应为止，故无法控制反应速度。

由于以上两点原因氧气流不平稳。

当把过氧化氢加入二氧化锰的时候，反应前试管中没有氧气。

加入过氧化氢时，由于可以控制加入的速度，就可以使其较慢反应，以得到平稳的氧气流。

”

这个答案对前者的分析语言逻辑混乱，按照对后者的分析，我推测前者应这样说才比较通顺：

在把二氧化锰加入过氧化氢前，过氧化氢在试管里就已经缓慢反应生成少量氧气。

加入二氧化锰后就会引起快速的剧烈反应，直到过氧化氢全部反应为止，故无法控制反应速度。

由于以上两点原因氧气流不平稳……

丙答案：

“当然是后者了。

后者试管中过氧化氢一边被消耗，一边被增加，其量一直可以控制为几乎不变，二氧化锰的量也不变，所以氧气流比较平稳；前者过氧化氢的量一直在减少，二氧化锰的量一直在增加，氧气流当然不会平稳了。

再说，“把二氧化锰加入装有过氧化氢的试管中”，你是要加多少二氧化锰啊?

那是催化剂，加一点点就可以了，实际操作中，就是一勺加完了。

”

丁答案：

“现象不一样。

前面方法反应更剧烈，因为反应物更多（二氧化锰是催化剂），所以刚开始氧气大量放出（很激烈），最后到过氧化氢浓度低时就慢了。

后面方法过氧化氢慢慢加入，每次滴人浓度差不多，就可以得到平稳的氧气流。

量少与催化剂接触面积小，所以反应放出气体速率较慢。

"

总的来说，大家都倾向于前者反应速度开始非常快，而且反应速度很快变慢，氧气流不稳定，不易控制和收集；后者可以做到使氧气流平稳，便于收集。

说实话，我也是一直这么认为的，因为我没做过这样的实验。

直到有一次学校化学兴趣小组一位同学向我问了这一题，我当时心血来潮，给他来个“实践出真知"吧!

心想反正实验挺简单的，也没什么危险，不怎么费事。

于是我把他领到实验室，找出药品和仪器，让他自己动手做一做。

他在那里做实验，我就在旁边看着，做“把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”的实验时，我看到他把一支试管正插在试管架上的孔中，向试管里倒入适量的过氧化氢溶液，再向试管内加入少量的二氧化锰，二氧化锰刚加入的瞬间反应剧烈，有大量水雾和氧气从试管中冲出，他吓了一跳，说了句：

“乖乖，这么猛啊!

”过了约两三秒钟反应稳定了下来，这时观察到仅在溶液的上半部分二氧化锰粉末上下翻滚、反应快速，下半部分溶液依然澄清且风平浪静，后来二氧化锰粉末逐渐慢慢向下扩散，反应速度较快且稳定，持续了大约两分钟左右，反应才逐渐停止。

接下来做“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中"，我看到他往另一支试管中加入少量二氧化锰，然后试管正插在试管架上的孔中，打开盛过氧化氢溶液的试剂瓶盖，向试管中缓慢地倒入过氧化氢溶液，没料到的事情发生了，加入的液体混合着黑色粉末一起冲出试管溅在那位学生的衣服上、手上。

连脸上也有大大小小的黑斑了。

这下他被吓了一跳，但没哭，他说：

“这东西还发烫啊!

"我赶紧把他拉到水池边洗去脸上、手上的污物……看这实验探究哪里是

“实践出真知啊"，是我出糗出大发了!

后来我自己做了几次实验，改变了过氧化氢溶液的浓度、改变了二氧化锰的量，实验结果仍然是前者反应速度较稳定，后者反应速度变化起伏很大，不易控制。

我心里想：

到底是自己实验设计有问题，还是书上的结论有问题呢?

正好赶上暑假闲来无事，我重新设计了实验，并把实验过程用相机拍了下来，来和专家、教授交流探讨。

由于所拍视频容量较大，上传困难，所以这里我只能描述实验现象了，敬请谅解!

本次实验我设计了两部分：

一、不同浓度的过氧化氢溶液与二氧化锰作用实验现象描述：

第一组实验中，右边的试管二氧化锰刚加入的瞬间反应剧烈，有大量水汽和氧气从试管中冲出，过了约两三秒钟反应稳定了下来，这时观察到二氧化锰粉末就在溶液的上半部分上下翻滚，快速反应。

下半部分溶液依然澄清且风平浪静，后来二氧化锰逐渐慢慢向下扩散，反应速度较快且稳定，持续三分四十秒后，反应速度明显减慢，四分钟后反应逐渐停止。

左边的试管，刚开始倒入过氧化氢溶液反应剧烈，固、液混合物差点冲出试管，停止倾倒后反应很快停止，再倾倒反应还是很剧烈，我用了近一分钟将10mL。

液体断断续续倾倒完。

反应在一分三秒后逐渐停止。

第二组实验中，右边试管中二氧化锰刚加入的瞬间反应也很剧烈，有大量水汽和氧气从试管中放出，但反应很快稳定了下来，观察到二氧化锰还是仅在溶液的上半部分上下翻滚、反应，下半部分溶液依然澄清平静，后来二氧化锰逐渐慢慢向下扩散，反应速度较快且稳定，持续二分十秒后，反应速度明显减慢，二分三十秒后反应逐渐停止。

左边试管中，开始倒入过氧化氢溶液反应剧烈，有大量气体和水汽冲出试管，停止倾倒后反应很快停止，再倾倒反应还是很剧烈，我用了约四十五秒钟将10mL。

液体断断续续倒完，反应在一分十秒后逐渐停止。

第三组实验中，右边试管中二氧化锰刚加入的瞬间反应很快，有较多水蒸气和氧气从试管中放出。

随即反应稳定了下来，这时观察到二氧化锰就在溶液的上半部分上下翻滚，反应较快进行，下半部分溶液依然风静，后来二氧化锰也逐渐慢慢向下扩散，反应速度较快且稳定，持续一分二十秒后，反应速度明显减慢，一分二十五秒后反应逐渐停止。

左边试管中，刚开始倒入过氧化氢溶液反应很快，我用了约四十秒将10mL。

液体断断续续倒完，反应在五十秒后变慢，一分五秒后逐渐停止。

通过这三组实验可以看出，“把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中”比“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中"反应持续时间长，产生的氧气流稳定。

分析原因，我认为二氧化锰粉末颗粒很细。

与过氧化氢溶液的接触面积很大。

把少量二氧化锰直接加入到过氧化氢溶液中，刚开始时，由于表层过氧化氢溶液与二氧化锰先接触，所以反应剧烈，放出氧气的同时产生大量水雾。

随着二氧化锰粉末进入溶液内部。

氧气在二氧化锰颗粒表面生成，而二氧化锰颗粒很小，表面附着的气泡使二氧化锰颗粒的浮力增加，二氧化锰颗粒向溶液表面运动，附着的气泡脱离二氧化锰颗粒表面而逸出溶液，二氧化锰颗粒的浮力减小，在溶液中又向下运动，这样周而复始。

所以我们就看到反应速度很快稳定下来，二氧化锰在溶液的上半部分上下翻滚，且不会很快下沉到底。

随着反应的进行，溶液上半部分的过氧化氢被消耗，过氧化氢浓度降低，产生的氧气不足以使所有二氧化锰颗粒仍然停留在溶液的上半部分。

就有一部分二氧化锰颗粒在重力的作用下就向溶液的深处运动，那里二氧化锰与浓度较高的过氧化氢溶液反应而产生较多的氧气。

从而使二氧化锰颗粒就像运送氧气的

“小车”继续在溶液里上下往复运动，由于运送氧气的“小车”数量是一定的，所以单位时间内，运送氧气的量基本恒定，反应就这样一直持续着，直至“小车"布满了整个过氧化氢溶液一段时间后，氧气的量随着过氧化氢即将消耗完而很快减少。

而“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中”，情形则大不相同。

首先“把过氧化氢缓缓加入"的倾倒速度就难以控制，即使让溶液沿着试管内壁呈一条线的流人试管内，试管底的二氧化锰粉末还是会飞起来。

其次无论过氧化氢浓度大小，刚开始倒入的过氧化氢溶液量稍微多一点，反应都会非常剧烈，甚至加入的溶液大部分还没来得及反应就连同氧气、水汽一起冲出试管。

这是因为二氧化锰粉末和过氧化氢溶液下表面接触的瞬问，反应速度非常快，这些运送氧气的“小车”根本来不及运动到溶液表面，它们就在原地“卸下”运送的氧气，导致溶液底部气体压强瞬间增大，气体膨胀，这样氧气裹挟着液体、粉末一起向上冲。

在没有液体流下或滴下时，反应又很快停止。

最后在实验过程中，大部分二氧化锰粉末一直停留在试管内液体的底部，加入新溶液后，这些二氧化锰“小车”依然在原地“卸下”运送的氧气，这样反应就在时断时续中进行，而且当把溶液全部加入后反应也很快停止了。

二、用注射器与广口瓶组合和用气体简易发生装置制取氧气的比较

综上所述，我认为用讨氢化氡溶液。

二氧化锰做催化剂制取氧气最好选用简易发生装置，还要先加入过氧化氢溶液，后加入少量二氧化锰，这样反应持续时间较长。

氧气流稳定，方便收集气体，实验由一人即可完成；而把过氧化氢溶液加入二氧化锰中，氧气流不稳定，不

便于收集氧气，即使使用注射器、长颈漏斗等与试管、广口瓶、锥形瓶等装置组合也不能取得较好的实验效果。

以上是本人的一些拙见，恳请专家、教授批评指正，提出更好的建议，使我们化学实验教学进行得更有效。