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1、催化剂对过氧化氢分解速率影响的探究黄淡花20062401064化教2班组员陈耿峰一、探究问题的提出催化剂、温度、浓度能影响化学反应速率,不同催化剂对过氧化氢分解速率有何影响?二、原理和问题解决设想催化剂是一种可以改变反应速率而本身不发生化学反应的物质,它的使用能够改变反应途径,降低反应的活化能。本实验通过控制变量法,用对比实验进行探究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,从而得出催化分解过氧化氢的最佳催化剂,并由此形成催化剂对化学反应速率的影响的认识。三、实验目的:1.探索不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响,加深对催化
2、剂催化功能的认识.2.通过设计不同催化剂对过氧化氢反应速率的影响的试验,增强实验探究意识和探究技能.3.研究并选择适合中学实验条件的催化剂.四、实验方案设计(一)实验仪器和药品:药品:浓度为30%的过氧化氢溶液,二氧化锰,氧化铜,三氧化二铁,活性炭,氢氧化钠固体,0.1mol/L的氯化铜溶液,0.1mol/L三氯化铁溶液,0.1mol/L氯化氢溶液,0.1mol/LMnSO4溶液,40%NaOH溶液。仪器:酒精灯,具支试管,胶塞,导管,烧杯,药匙,火柴,量筒(10ml),天平过氧化氢的物理性质:淡蓝色粘稠液体,沸点1
3、50摄氏度,熔点-1摄氏度,水溶液稳定,见光加热加速分解.30%的过氧化氢有腐蚀性,3%的可做消毒剂.(二)实验步骤及现象记录1、探究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响(1)先连接好装置(具支试管用胶管连接导管插入装水的烧杯中),然后在具支试管中先加入约3毫升30%的过氧化氢。(2)迅速加入约0.1g二氧化锰,随即塞上胶塞,观察气体逸出情况.(3)同样的,分别加入约0.1g氧化铜,三氧化二铁,活性炭,氢氧化钠固体,3滴0.1mol/L的氯化铜溶液,0.1mol/LMnSO4溶液,0.1mol/L三氯化铁溶液,40%N
4、aOH溶液,0.1mol/LMnSO4溶液.观察现象,比较不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响.物质用量现象二氧化锰0.1g烧杯中导管口很快冒气泡,且均匀,溶液颜色不变,反应速率较快,反应时间较短.氧化铜0.1g刚开始试管里面有小气泡生成,反应速率很慢,导管口没冒气泡,过了很长一段时间,看到导管口有气泡生成,反应速率逐渐加快,放热。三氧化二铁0.1g基本没什么现象,对过氧化氢分解速率影响不大。活性炭0.1g没明显现象0.1mol/L的氯化铜溶液3滴刚开始,有少量气泡生成,反应随时间的增长,越来越快,比氧化铜固体快,烧杯
5、中的导管口有气泡冒出,放热。0.1mol/L三氯化铁溶液3滴刚开始,无明显现象,反应一段时间后,有气泡生成,但导管口没气泡冒出氢氧化钠固体0.1g固体溶解放出热量,有气泡生成,过一段时间后,反应越来越快,烧杯中导管口开始有气泡冒出。40%3滴过了一会儿,有气泡冒出,均匀,不过比二氧化锰慢些,放热。NaOH溶液0.1mol/LMnSO4溶液3滴无明显现象2.为了比较氯化铜溶液,三氯化铁溶液用量对过氧化氢分解速率的影响,前面三滴三氯化铁溶液确实没多大变化,看不出有催化性,同时也为了探究三氯化铁溶液中到底是哪种粒子起作用,
6、我们做了如下探究。(1).在支试管中加入约3毫升30%的过氧化氢,分别加入一滴管的氯化铜溶液,三氯化铁溶液,比较催化剂用量的不同对分解速率的影响.(2).在装有约3毫升30%的过氧化氢支试管中加入一滴管的0.1mol/L氯化氢溶液,观察实验现象.物质用量现象0.1mol/L的氯化铜溶液一滴管反应剧烈,暴沸,导管口冒出大量气泡,甚至倒吸,放出大量热0.1mol/L三氯化铁溶液一滴管反应剧烈,导管口冒出大量气泡,放出大量热0.1mol/L氯化氢溶液一滴管无明显现象0.1mol/LMnSO4溶液一滴管无明显现象五,实验讨论
7、1纯净的H2O2是淡蓝色黏稠液体(沸点150,熔点-1℃),纯净的H2O2长期保存而只有微量分解。H2O2的水溶液较为稳定,受热见光加速分解,微量金属(Fe、Cu、Cr、Mn等)离子及这些金属的氧化物,非金属元素的炭粉、尘埃、辐射都能促使过氧化氢分解;在碱性溶液中分解较快,pH为4时最稳定。除此之外,血液也能加快H2O2的分解,因为血液中含有过氧化氢酶,它能催化H2O2的分解,过氧化氢酶的生理作用还未彻底了解,已知它有4个Fe(Ⅲ)卟啉中心,是高效的生物催化剂。在医药上3%的H2O2常作为外用消毒剂,当皮肤有外伤时,
8、用H2O2消毒常会发现伤口周围有气泡产生,就是基于过氧化氢酶的催化作用。像土豆、猪肝等一些动植物组织同样也会有催化效果。铁对浓度较高的过氧化氢具有弱的作用,对低的反而明显。酶,在最适温度下,酶的活性最高,低于或高于最适温度时酶的活性都降低。酶从具有催化作用的蛋白质或xRNA,发展到有催化作用的有机过氧化氢酶物,是活细胞产生的一类具有催化作用的有