过氧化氢分解十篇

过氧化氢分解篇1

一、 教材实验设计

二氧化锰对过氧化氢分解的催化作用，现在不同版本的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（如图1所示）：

（1）在试管中加入5 mL5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。

（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。

2012年仁爱版初中化学教科书[2]是这样设计的：

取三支试管，各加入少量5%的过氧化氢（H2O2）溶液，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。

二、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，能够使过氧化氢溶液产生沸腾现象，并有大量的水雾从试管中冒出来。人教版教科书实验设计的不足是，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特性。

仁爱版教材实验中，分别取5%，10%，20%，30%的过氧化氢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%的过氧化氢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的不足相同，学生操作不太方便。

三、实验创新设计

1.实验准备

取20 mm×200 mm规格的试管先割短成20 mm×120 mm规格的试管（以下称“中试管”）待用；15 mm×150 mm规格的试管（以下称“小试管”）；试管与二氧化锰要烘干。

2.实验步骤

（1）先取大约5 mL5%的过氧化氢溶液倒入小试管里，再取大约1 g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2 min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2 mL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；约1 min后，再把小试管里剩余的过氧化氢溶液分两次（间隔约1 min）倒入中试管里，并立即用带火星的木条伸入中试管里，观察现象。木条是否复燃？

四、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。

五、实验创新设计的优点

新实验设计的优点：（1）药品用量少而清楚，实验时间短、效率高；（2）实验现象对比性强；（3）药品回收，有利于对学生进行节约与环保教育；（4）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；（5）操作难度降低，效果好，有利于学生的探究活动；（6）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。

参考资料

[1] 王晶，郑长龙.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.

[2] 沈怡文，陈德余.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.

过氧化氢分解篇2

一、实验指标的确定

1.以5分钟内产生O2的速率为实验指标。

2.采用直观分析法来评价实验结果的优劣。

二、因素、水平的选取

研究表明，H2O2的水溶液受热见光会加速分解，微量元素金属（Fe、Cu、Cr、Mn等）离子及这些金属的氧化物、非金属元素的碳粉及尘埃、生物酶等催化剂，以及溶液的酸碱性对H2O2分解速率均有影响。本实验中，所选择的主要影响因素为：H2O2的物质的量浓度、催化剂、酸碱性。每次实验将H2O2溶液的用量固定为3mL，催化剂的质量固定为0.5g，酸碱的滴加量固定为3滴。酸选择冰醋酸，碱选择2.0mol/L的NaOH溶液。催化剂选择三种类型：微量元素、生物酶、非金属元素。

本实验选定的因素水平如表1所示。

三、实验步骤

1.用30%的H2O2溶液（9.8mol/L）分别配制6.5mol/L、3.0mol/L的H2O2溶液250mL，配制2.0mo1/L的NaOH溶液50mL。

2.分别称量0.5gCuSO4・5H2O、碳粉、土豆丝各三份。

3.检查气密性，组装实验仪器。

4.量取9.8mol/L的H2O2溶液3mL加入具支试管中，然后滴加3滴2.0mol/L的NaOH溶液，再加入0.5gCuSO4・5H2O，在5分钟时纪录收集到的气体的体积。

5.根据表2的实验方案分别改用不同浓度的H2O2溶液，在不同酸碱性条件下，用不同催化剂，纪录5分钟时收集到的气体的体积。

四、实验方案的设计及其结果

本实验设计为三因素三水平的活动水平实验，选用L9（33）正交表来安排实验，其方案及结果见表2。

五、实验结果与讨论

上述实验结果表明：

1.H2O2溶液的浓度对H2O2分解速率影响不大。

2.微量元素和非金属元素作催化剂时比用生物酶作催化剂对H2O2分解速率影响更大。

3.H2O2所处的酸碱性环境对H2O2的分解速率影响最大，在碱性条件下H2O2的分解速率最快，在酸性条件下H2O2的分解速率最慢。

4.综合上述及表2的直观数据分析，在所选定的因素、水平范围内，各因素对实验指标影响的主次关系为：

过氧化氢分解篇3

对微生物的杀灭作用

1杀菌机理

过氧化氢的杀菌作用早在100多年前就已证实，但其杀菌因子并非其分子本身，而是其分解后产生的自由羟基和活性衍生物。其杀菌机理为：（1）过氧化氢中的羟基分子和其衍生物直接作用于细菌细胞壁和细胞膜，使其通透性屏障遭到破坏，细胞的内容物漏出，而使菌体死亡；（2）过氧化氢的自由羟基分子直接与微生物的蛋白质和核酸发生反应，使其结构受到破坏导致死亡；（3）过氧化氢的分解产物使细菌酶系统受到抑制并与酶蛋白链中的氨基酸发生反应；（4）过氧化氢的羟基分子进入细菌细胞膜内作用于细菌DNA链中的磷酸二酯键并使其断裂死亡。

2对微生物的杀灭效果

过氧化氢属于高效、广谱化学消毒剂，一定浓度的过氧化氢消毒液对细菌繁殖体、病毒均有较好的杀灭作用。浓度为10g/L～30g/L的过氧化氢作用1～10min，可完全杀灭以金黄色葡萄球菌为代表的化脓性球菌、以大肠杆菌为代表的肠道致病菌和以绿脓杆菌为代表的医院感染常见致病菌；浓度为30g/L的过氧化氢对细菌繁殖体的D值为0.3～4.0min，对病毒的D值为2.42min；用30g/L的过氧化氢浸泡5min，可有效杀灭丙性肝炎病毒；对空气中的病毒也有良好的灭活作用，作用30min可灭活结核杆菌。在20℃，浓度为75g/L的过氧化氢，作用20min对分支杆菌的杀灭率达99.9%。

单方过氧化氢对白色念珠菌的杀灭效果较差，杨洪等采用悬液定量杀菌试验方法，对9种市售过氧化氢产品杀灭白色念珠菌的效果进行了实验室观察。结果9种市售含量为30g/L的过氧化氢消毒液中的7种对悬液内白色念珠菌作用15min，平均杀灭对数值均小于2.0。梁金平等试验表明以含过氧化氢25g/L的单方过氧化氢消毒剂，作用60min，对悬液内白色念珠菌的杀灭对数值仅为1.12，含12g/L过氧化氢的复方消毒液对悬液内白色念珠菌作用1min，平均杀灭对数值≥4.00。王晓等试验结果显示，31g/L的过氧化氢复方消毒液与悬液中白色念珠菌作用3min，对白色念珠菌的杀灭对数值≥4.00。过氧化氢辅以增效剂、稳定剂经过复方后可以提高杀菌效果。

浓度为250g/L的过氧化氢对各种细菌芽孢的D值为0.8～7.3min；在20℃，100g/L的过氧化氢对枯草杆菌黑色变种芽孢的D值为12.04min，全部杀灭需要70min。郭地等报道323g/L的双氧水消毒液与悬液中的枯草杆菌黑色变种芽孢作用90min，杀灭率为99.92%以上，作用135min杀灭率为100%。过氧化氢气体也有良好的杀菌作用。张遐耘等报道，经加热气化的过氧化氢气体通入密闭空间，对空间内的嗜热脂肪杆菌芽孢和枯草杆菌黑色变种芽孢均有较好的杀灭作用。

3影响杀菌效果的因素

浓度是决定过氧化氢溶液杀菌效果重要因素，在其它因素相同的条件下，浓度越高杀菌作用越强。温度升高可使过氧化氢杀菌效果增强，室温下过氧化氢只有缓慢的杀菌作用，温度升高后其杀菌速度和杀菌效果明显提高。pH值可直接影响过氧化氢的性能。在酸性条件下过氧化氢相对较稳定，PH值在3.5～4.5时最稳定，在碱性条件下，过氧化氢分解速度加快，性质不稳定。在酸性环境中，提高pH值，杀菌效果会增强。有机物对过氧化氢的杀菌效果也有一定的影响，但对高浓度的过氧化氢杀菌效果影响很小，特别是高温环境中的杀菌消毒影响不明显。

4过氧化氢与其它杀菌因子的协同杀菌作用

过氧化氢与很多理化因子具有协同作用，杀菌效果明显增强，此特性使得过氧化氢的应用领域更加广泛。

4.1与紫外线的协同作用：实验室试验表明30g/L过氧化氢与70μw/cm2紫外线对枯草杆菌黑色变种芽胞有良好的协同杀灭作用。作用5分钟可使杀灭率达99.9%较单独使用过氧化氢或紫外线为佳。韩友析等报告，经照射强度为300μw/cm2紫外线与10g/L过氧化氢联合作用5分钟，HAV灭活率达99.94%，远高于单一紫外线或过氧化氢作用。过氧化氢与紫外线协同作用既缩短了紫外线杀菌时间，又大大提高紫外线的杀菌效果。

4.2与碘化物的协同作用

在过氧化氢分解反应中，碘化钾做催化剂，加速H2O2分解，使之放出活性氧而增强杀菌作用。早在1994年郭峰等实验证明2.5g/L过氧化氢作用3min仅杀灭金黄色葡萄球菌36.85%；2.5g/L碘化钾无杀灭作用，但两者协同作用后，杀灭率达99.99%；2.5g/L～5g/L的过氧化氢与碘化钾协同作用对大肠肝菌与白色念珠菌也有良好的杀灭作用。王凯娟等报道，在复方过氧化氢消毒剂中加入碘化钾进行增效，可明显提高其杀菌效果和破坏乙肝表面抗原的效果[7]。

4.3与戊二醛协同作用H2O2与戊二醛混合产生醛过氧化物，可提高杀菌效果。李少岚等实验证明，50g/L过氧化氢与5g/L戊二醛协同作用10～30分钟，对枯草杆菌黑色变种芽胞的杀灭率最高可达99.99%，明显高于单以过氧化氢作用者（60.12%）与戊二醛作用者（88.18%）。陈敏时等研究报道含30g/L过氧化氢、5g/L戊二醛复合消毒液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草杆菌黑色变种芽胞仍具有很强的杀灭能力，其杀灭效果与即时配制的20g/L中性戊二醛相同。用过氧化氢和戊二醛这类复合消毒剂，既降低了戊二醛的浓度，同时又能达到消毒效果。

4.4与等离子体协同：过氧化氢气体在极度高温、强烈电场、强烈磁场的激发下产生等离子体状态，这种混合气体具有强大的杀菌作用，用于不耐热、不耐湿、不适合用微波法处理的金属物品的灭菌。

4.5与金属离子协同：金属离子可以促进过氧化氢分解产生自由基，加速微生物死亡。吴小成报道以含过氧化氢9.524g/L的银离子消毒液对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿脓杆菌均有较好的杀灭作用。梁增辉等报告，过氧化氢与银离子协同对水中真菌孢子具有良好的杀灭作用。也有报道过氧化氢和铜离子协同作用可以提高杀灭水中微生物的能力。

过氧化氢的毒性研究

较高浓度的过氧化氢可通过呼吸道吸入、皮肤接触吸收和吞入等途径引起中毒。职业场所的空气中允许的过氧化氢阈值是1.4mg/m3。对于生产环境中过氧化氢蒸汽含量超过国家规定的含量1.4mg/m3时，操作员工应戴防护毒气面具，保护员工的身体健康不受损害。

人体在过氧化氢中短时间暴露的浓度界限为75mg/kg，超过100mg/kg时就有生命危险。浓度大于300g/L以上的过氧化氢溶液皮肤接触容易引起烧伤，使局部皮肤的毛发变白，产生刺痛、瘙痒。由于量、时间、作用部位不同，产生程度不等的化学灼伤。剂量较大、冲洗不及时，可留下永久疤痕。蒸气刺激眼睛，脱离接触后症状迅速消失；液滴溅入眼内，可引起结膜炎、虹膜睫状体炎及角膜上皮变性、坏死和浑浊，影响视力或导致完全失明。皮肤沾染时，应立即用水冲洗，也可用3%高锰酸钾或2%碳酸钠溶液冲淡。眼睛沾染时，应立即用水冲洗15分钟以上，然后就医。误服立即催吐或洗胃，送医院救治。

医用级的过氧化氢消毒液相对较安全。黄晓波等采用动物试验对过氧化氢急性毒性、亚急性毒性和皮肤粘膜刺激性进行了观察。结果表明，30g/L过氧化氢消毒液属实际无毒级，无致微核作用，对兔完整皮肤及眼无刺激性，对兔破损皮肤及阴道粘膜有轻度刺激性。亚急性毒性试验结果表明,医用过氧化氢对实验动物血生化指标无明显改变，但可使试验组动物的血红蛋白明显下降，对主要器官未造成明显病理改变。梁金平、陈越英毒性试验研究结果均表明以过氧化氢为主要杀菌成分的复方皮肤消毒液属实际无毒级，对家兔皮肤有轻刺激性，对小鼠骨髓嗜多染红细胞无致微核作用。

过氧化氢在医药卫生领域的应用

过氧化氢由于其杀菌广谱、安全可靠、无毒残留的特点，被广泛用于乳品、饮料、啤酒、果汁、制药、饮用水等产品加工及医院、公共场所等行业的消毒灭菌。因为过氧化氢是一种强氧化剂，对金属、织物有腐蚀作用，对有色织物有退色和漂白作用，所以在使用过程中要注意其使用范围，避免对物品造成损害。

1用于一般物体表面的消毒

30g/L过氧化氢擦拭、喷洒或浸泡家庭、公共场所中日常用品表面及医疗机构、交通工具上人体常接触的物体表面，如:桌椅、床头柜、卫生洁具、门窗把手、楼梯挟手、公交车座椅、把手和儿童玩具等的表面。消毒作用时间30min,然后用清水冲洗去除残留消毒剂。关瑞锋等使用30g/L过氧化氢消毒液超声雾化对婴儿暖箱表面、水槽及操作窗进行消毒，其消毒合格率分别为100%、100%和97.5%，合格率高于用500mg/L含氯消毒剂擦拭的效果。

2用于空气的消毒用15g/L～30g/L过氧化氢消毒液，进行气溶胶喷雾消毒，按8ml/m3用量，消毒作用60min，然后进行通风换气，可达消毒要求。沈建中等用含5000mg/L过氧化氢与5000mg/L碘化钾组成的复方消毒剂，按8ml/m3用量对室内空气中人工污染的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌作用30min，杀灭率均为99.99%；对室内空气中自然菌亦有较好的杀灭效果。

3用于皮肤伤口冲洗消毒

过氧化氢在组织酶的作用下迅速分解产生新生氧，有利于消除脓块，血块及坏死组织。起到清洁疮口和止血的作用，被广泛应用于伤口的处理。用法：15g/L～30g/L过氧化氢消毒液,直接冲洗伤口部位皮肤表面,作用3min～5min。进一步再用生理盐水冲洗。过氧化氢与其他化学杀菌因子协调作用研制的皮肤消毒剂对皮肤及手均有较好的杀菌效果。

4医疗器械消毒与灭菌

耐腐蚀医疗器械的高水平消毒，60g/L的过氧化氢浸泡作用120min，消毒结束后应使用无菌水冲洗去除残留消毒剂。过氧化氢低温等离子体灭菌方法用于不能耐受高温、湿热等医疗用品和器械的灭菌，内镜器械如腹腔镜、膀胱镜及电源线、超声刀等最适宜使用。

5过氧化氢溶液在手术器械保洁中的应用

过氧化氢能有效清除黏附在器械上的脓液、血块以及坏死组织。将手术后的精细器械及带管腔的器械，用30g/L过氧化氢溶液浸泡2min，然后用自来水冲洗,带管腔的器械用一次性注射器抽取过氧化氢溶液反复冲洗2～3次，再用自来水冲洗，可使器械清洗干净。

6在临床治疗上的应用

冯筠等报道，30g/L过氧化氢溶液联合强力霉素用药治疗宫颈支原体感染疗效好,毒副反应少。30g/L过氧化氢宫颈局部擦拭用药,利于清除吸附在宫颈上皮细胞表面的解脲支原体和人型支原体病原体、脓液、血液和坏死组织，能提高对宫颈支原体感染的疗效。孔亚阁报告30g/L的过氧化氢溶液与同等量的生理盐水或凉开水混合制成15g/L过氧化氢溶液，在刷牙前含漱或鼓漱，可以清洗牙面及龈沟内异物，有效防止和减少牙菌斑沉积，预防和阻止牙周炎继续发展。李守银报道在肛瘘手术中，注射过氧化氢寻找肛瘘内口，方法简单易行，成功率高，值得临床推广。过氧化氢在遇到组织中的过氧化氢酶时，迅速分解释放出新生氧，不仅有杀菌、除臭、除污等功效，且释放的氧气通过肛瘘内口时出现的气泡很容易观察，便于寻找肛瘘内口。另有报道过氧化氢还可用于扁桃体炎、口腔炎、白喉、中耳炎、鼻出血等的辅助治疗。

7在食品行业中的应用

食品级过氧化氢在国外的食品行业中有几十年的应用历史，特别在乳品、饮料、果汁等食品加工及无菌包装、啤酒、饮用水、水产品保鲜、果蔬等食品的生产加工过程中都广泛使用食品级过氧化氢进行消毒杀菌。

8对水的消毒

过氧化氢与臭氧联合消毒水时，不但能杀灭其中的贾第虫、大肠肝菌及其嗜菌体，同时还能减少致癌物三卤甲烷的形成，并清除水体异味。近几年来对H2O2协同消毒作用研究虽取得了一定的进展，但已知的协同作用大部分应用范围狭窄或因设备昂贵难以推广，而且对一些H2O2协同作用机理仍不十分清楚，相信随着科学技术的发展，H2O2一定会得到更为广泛应用。

9过氧化氢在环境保护方面的应用

过氧化氢能处理多种无机和有机的有毒物质，可用于三废处理，尤其用于处理含硫化物、氰化物、酚类及染料等的废水处理。近年来还用于净化被外泄的燃料油或被其它有机物污染的土壤。

过氧化氢分解篇4

经过一个多学期紧张有序的高三化学一轮复习后，我和同行们必将面临这样的困惑，即在所谓的二轮复习中，总感力不从心，好像没有什么再可复习，要讲的早在一轮中讲过，总感无事可做，课堂上师生很难再产生共鸣。这一现状必将导致二轮的复习的盲目性，效率达不到最佳。面对这样的困惑和现状，我不是徘徊、等待，而是知难而上寻求突破。笔者通过多年的尝试和实践，得出这样的感悟将“整合、激活、迁移、应用”作为二轮复习的思路，现和同行探讨如下：

1选好专题，整合激活

二轮复习主要是进一步巩固基础知识、基本技能，并深化其应用，同时着力提高学生的各种能力。这一轮复习针对高考的命题特点和规律，注意主干知识的复习，注重知识间的联系，教师应精选专题整合激活。如元素化合物的二轮复习可选过氧化氢、二氧化氯、高铁酸钾、金属碳化物、金属氮化物、三聚氰胺等热点小专题。现将过氧化氢小专题整合激活如下。

过氧化氢专题整合

1.1过氧化氢背景材料(网络下载)

性状：本品为无色澄明液体；无臭或有类似臭氧的臭气；遇氧化物或还原物即迅速分解并产生泡沫，遇光易变质。药理毒理：本品为氧化性消毒剂，含过氧化氢(H2O2)2.5%～3.5%。在过氧化氢酶的作用下能迅速分解，释出新生氧，对细菌组分发生氧化作用，干扰其酶系统而发挥抗菌作用。但本品作用时间短暂，遇有机物质存在时杀菌作用会降低。局部涂抹皮肤上能产生气泡，有利于清除脓块、血块及坏死组织。药物相互作用：不可与还原剂、强氧化剂、碱、碘化物混合使用。(学生观察阅读)

1.2过氧化氢知识的整合激活

1.2.1结构整合激活

提供结构素材：在过氧化氢分子中有一个过氧键―O―O―，每个氧原子上各连着一个氢原子。两个氢原子位于像半展开书本的两页纸上。两页纸面的夹角为94°，O―H键与O―O键间的夹角为97°。O―O键长为148pm，O―H键长为97pm。

提问①:请同学们正确书写过氧化氢的化学式、电子式、结构式、路易斯结构式，并回答氧原子的杂化方式？

提问②：请同学们画出过氧化氢分子的结构示意图并回答键的类型和分子是否具有极性？

1.2.2性质整合激活

(1)物理性质(提供素材)：纯净的过氧化氢为浅蓝色液体，挥发性小于水，密度及粘度略比水大(常温时密度是1.4425g/L); 它的沸点(423K)远比水高; 它能和水以任意比互溶。

提问：请同学们思考为什么它的沸点(423K)远比水高？为何它能和水以任意比互溶？

(2)化学性质：

1)不稳定性：常温下过氧化氢能自发地分解成水和氧气；在加热或有催化剂存在的条件下，能加速过氧化氢的分解。请大家思考并回答以下问题：

a)请写出在加热或有催化剂存在的条件下过氧化氢分解的化学方程式__________；该反应可用于实验室制氧气，请画出实验装置图___________。

b)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，甲乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。

试回答：

图1可通过观察_______________定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理，其理由是_________，你认为还可以作何改进？__________________。

检查图2装置气密性的方法是_________；图2所示实验中需测量的数据是______________。

2)氧化性

在遇到还原性物质(如Fe2+、I-、S2-)时，过氧化氢一般表现为氧化性。请大家写出H2O2分别与Fe2+、I-、S2-反应的离子方程式________________；______________；________________。

3)还原性

过氧化氢遇到氧化性物质(如KMnO4)时，-1价的氧被氧化为零价。请大家写出 H2O2 与酸性KMnO4反应的离子方程式_______________。

4)弱酸性

过氧化氢是一种弱酸，在298K时，它的一级电离常数为K=1.55×10-12，约与H3PO4的第三级电离常数相当。请回答下列问题：过氧化氢(H2O2)常被称为“绿色氧化剂”，它和水都是极弱的电解质，但它比水易电离。

a)水电离生成H3O+和OH-叫做水的自偶电离。与水一样，H2O2也有极弱的自偶电离，其自偶电离方程式是__________________。

b)由于H2O2显弱酸性，在一定条件下，它同强碱反应生成正盐或酸式盐，请写出H2O2与氢氧化钡反应生成正盐的化学方程式_______________。

c)将H2O2溶液滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中，红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是二元弱酸(H2O2H++HO2-)，消耗了OH-，而使红色褪去。乙同学认为H2O2有强氧化性，将酚酞氧化，红色消去。试设计一个实验验证甲、乙两位同学谁的解释正确____________________。

1.3制取与用途整合激活

实验室可用稀硫酸与BaO2或Na2O2反应来制备过氧化氢：

BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2

Na2O2+H2SO4+10H2ONa2SO4・10H2O+H2O2,除去沉淀后的溶液含有6%-8%的过氧化氢。

工业上制备过氧化氢的方法有：

(1)电解硫酸氢盐溶液(可用硫酸钾或硫酸铵溶液)。电解时阳极(铂极)上HSO4-离子被氧化生成过二硫酸根离子， 而在阴极(石墨或铅极)产生氢气。请同学们思考并完成相关电极反应式：

阳极反应：__________________；

阴极反应：__________________。

然后将电解产物过二硫酸盐进行水解，便得到H2O2溶液。请同学们写出该水解反应的离子方程式__________________。

(2)乙基蒽醌法是以镍或钯为催化剂，在苯溶液中用氢气还原乙基蒽醌变为蒽醇。当蒽醇被氧氧化时生成原来的蒽醌和过氧化氢。蒽醌可循环使用。

过氧化氢的主要用途是漂白和杀菌消毒。作为漂白剂，由于其反应时间短、白度高、放置久而不乏黄、对环境污染小等优点而广泛被应用于织物、纸浆、皮革、油脂的漂白。医药上，过氧化氢还可用作消毒剂和合成维生素、激素等药物。

2精选例题，迁移应用

为了提高学生综合应用能力和应试能力，使所整合的知识达到“灵活”、“熟练”的程度，应注意广泛吸取信息，精心编拟例题和练习，突出重点评析，注意查漏补缺。应在知识的交汇点上选择例题和习题，除了注意题目的思想性、迁移性以外，还要适当注意题目的新颖性和综合性，提高学生在新背景中综合运用知识的能力。

例题：过氧化氢是一种无色透明的无毒液体，是重要无机化工产品，试探究下列问题：

(1)过氧化氢最适合贴上的标签是_______。

(2)过氧化氢的制备方法很多，下列方法中原子利用率最高的是__________________。

A.BaO2+H2SO4 BaSO4+H2O2

B.2NH4HSO4 (NH4)2S2O8+H2，然后水解(NH4)2S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2。

C.CH3CHOHCH3+O2CH3COCH3+H2O2

D.乙基蒽醌法：

(3)碱性氢氧燃料电池工作时可产生过氧化氢(见下左图)，正极含碳的质量大小对产生过氧化氢的浓度有影响(其影响曲线如下右图)。

下列说法正确的有____________。

A.开始时速率均较慢，说明电极有一个活化的过程。

B.一段时间后，速率又再次平缓，说明生成与分解逐渐趋向平衡。

C.正极室流出液经酸化后可分离出过氧化氢。

D.正极含碳的质量以0.2g适宜。

(4)过氧化氢作为一种绿色氧化剂有广泛应用，请写出下列反应的化学方程式：

1)在过氧化氢作用下，铜与稀硫酸制硫酸铜：_____________。

2)用Ti-Si分子筛作催化剂，甲苯被过氧化氢氧化为间-甲苯酚：_____________。

练习：无机过氧化合物的科学研究开始于18世纪初，人们相继制得了过氧化钡、过氧化钠、过氧化钾、过氧化氢等，目前无机过氧化合物逐渐成为无机化学的一个分支，其中过氧化氢是用途最广的过氧化物。试回答下列问题:

①Na2O2、K2O2、CaO2以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢，目前实验室制取过氧化氢可通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤即可制得。最适合的过氧化物是__________(写电子式)

②过氧化氢是一种绿色氧化剂，写出在酸性条件下H2O2氧化氯化亚铁的离子反应方程式：_________。

③与过氧化氢具有相同电子总数且属于非极性性分子的有_________、_________(写化学式)。

④纯的过氧化氢常被用作火箭燃料的氧化剂。已知0.4mol液态肼(N2H4)与足量的液态过氧化氢反应， 生成N2和H2O(g)， 放出256.6kJ的热量，则该反应的热化学方程式为__________________。

过氧化氢分解篇5

一、 与“电解水”相关的典型考题

例1（2011淄博市）据图回答：

认真观察A、B两装置，写出B装置中发生反应的化学方程式，水中氢元素和氧元素的质量比为；用分子和原子的观点分析比较A装置和B装置在试验过程中水的变化情况。

解析本题考查的重点是要认识加热水时水发生物理变化，水分子本身没有发生变化；而电解水时水发生化学变化，水分子发生了改变，变成了氢分子和氧分子。

参考答案2H2O2H2+O21：8A中的水分子本身没有改变，改变的是分子之间的间隔；B中的水分子发生了改变，变成了氢气分子和氧气分子。

例2（2010恩施自治州）水是人类最宝贵的自然资源，多一滴水，就可能多一条生命。小明利用右图所示的装置探究水的组成。通电一段时间后，试管a与试管b所收集到的气体体积之比约为，该实验的化学方程式为，通过该实验小明得出了许多结论，请你说出一条。

解析本题考查的重点是记清楚与电源正、负极相连的试管内分别是何种气体，气体的体积比是多少。判断是何种气体，我们可通过以下几种方法：（1）根据实验现象，与电源正极相连的试管内产生的气体能使带火星的木条复燃（氧气），与电源负极相连的试管内产生的气体具有可燃性（氢气）；（2）根据谐音“父亲（负氢）”记忆，即负极产生氢气；（3）联想记忆，根据“正负电荷相互吸引”的规律，联想到O2可能是由O2-被电源正极吸引并转化而得到的，而H2则可能是由H+ 被电源负极吸引并转化而得到的。至于气体的体积比是多少，我们也可以通过以下两种方法联想记忆：（1） 根据“H2O”联想H、O的原子数比2∶1即为H2、O2的体积比；（2） 根据“2H2O2H2+O2”联想H2、O2的化学计量数比2∶1即为H2、O2的体积比。特别提醒：少数同学不要将H2、O2的体积比2∶1与H2、O2的质量比1∶8记混淆了。

参考答案2∶1，2H2O2H2+O2，水是由氢、氧两种元素组成（1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子、水分子中氢、氧两种元素的原子个数比为2∶1等其他合理答案均可）

例3（化学补充习题）小兰通过查资料知道，电解水时生成氢气与氧气的体积比为2∶1，但实验所得数据氢气与氧气的体积比略大于2∶1。针对这一发现，你认为下列做法中不可取的是（）。

A. 反复多次实验查找原因

B. 查找装置是否漏气

C. 大胆提出假设：氧气比氢气易溶于水

D. 实验所得数据与理论值相差不多，可以认为实验已经成功

解析本题考查的重点是电解水实验中氢气与氧气的体积比理论值与实验值存在一定的偏差的原因。我们知道电解水实验中氢气与氧气的体积比理论值应为2∶1，但在实验操作中，刚开始实验时氢气与氧气的体积比却大于2∶1，实验一段时间后，氢气与氧气的体积比越来越接近2∶1，最后约等于2∶1，主要原因是相同条件下氢气和氧气的溶解度不同，由于相同条件下，氧气的溶解度比氢气大，所以开始实验时氢气与氧气的体积比却大于2∶1，但一段时间后，氢气和氧气溶解都饱和了，所以最后氢气与氧气的体积比约等于理论值2∶1。

参考答案D

二、 与“测定水的组成”有关的典型考题

做电解水实验的主要目的是研究水的组成，但在实际考试过程中，测定水的组成往往是下列综合实验来完成。

例4（08年江西）为了测定水的组成选用下列装置回答问题：（氢气用盐酸和锌制得）

（1） 为准确测定水的组成，为防止杂质干扰，正确的连接顺序为：

己丙；

（2） 乙装置的作用是 ___________。

（3） 若测得丁装置中样品在实验前后减少6.4克，乙装置中药品增加了7.2克，丙装置增加了3.6克，根据此可求出水中H、O质量比为（只写计算式）

。

（4） 实验结束后，若丁处仍有黑色固体，这对实验的结果的影响是（填“氧的质量偏大”“氢的质量偏大”“无影响”）；

（5） 装置中的丙能否省去？，为什么？

解析本题考查的重点是对测定水的组成实验的理解，所测定组成的水中氢元素和氧元素分别来自于哪儿，根据质量守恒定律，很明显氢元素来自于和氧化铜反应的氢气中的氢元素，但这部分氢元素质量无法直接测量，它要通过所要测定组成的水减去氧元素质量间接得到，所以测定组成的水中不能混入除氢气与氧化铜反应生成的水之外的其他水，这是本实验成功的关键；要测定组成的水中的氧元素则来自于参加反应的氧化铜中的氧元素，即丁装置中样品在实验前后质量的差，这个数据相对容易得到，但是一定不能认为氧化铜中的氧元素质量一定等于要测定组成的水中的氧元素质量，因为氧化铜可能没有完全参加反应，但这对测定水的组成没有影响。

由于氢气是用盐酸和锌制得，所以如何消除制得的氢气中混有的少量水蒸气和氯化氢气体对实验的影响，是本题思维力度上的考查的一个难点，先消除水蒸气还是氯化氢气体对实验的影响，这是同学们首先要考虑的问题，我们知道如果先清除水蒸气的影响，那么再消除氯化氢气体的影响时则又会使得氢气中混有水蒸气，所以应先用装置甲消除氯化氢气体对实验的影响，再用装置戊消除水蒸气对实验的影响。如何考虑空气中的水蒸气对实验可能造成的影响是本题思维力度上的考查的又一难点，因为该实验最后不可能是密封的，如果密封则可能造成整个装置的爆炸，不密封空气中的水蒸气对实验可能造成的影响又不得不考虑，所以装置丙的作用是吸收空气中的水蒸气，以免影响实验的结果。另外，本实验数据处理过程中，对测定的氧元素质量一般无干扰因素，而对测定的氢元素质量的影响，则是来自于装置乙中是否有除氢气与氧化铜反应生成的水之外的其他水，这也是本题思维力度上的考查的最大难点

参考答案

（1） 己甲戊丁乙丙

（2） 吸收氢气还原氧化铜后生成的水

（3） （7.2-6.4），6.4

过氧化氢分解篇6

天然气；制氢；技术；分析；原理

天然气制氢就是众多天然气产品中的一种，辽河油田作为全国第三大油气田，本身就具有丰富的天然气资源，特别是从事油气集中处理企业，在油气生产过程中，能够生产出相当规模的伴生干气，对于天然气深加工具有得天独厚的条件，对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。

1.天然气制氢工艺原理

A.天然气的主要加工过程

包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时，包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离，通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA）升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生。

B.反应式

CH4+H2OCO+3H2Q CO+H2OCO2+H2+Q

主要技术指标——压力：1.0~2.5Mpa；天然气单耗:0.5~ 0.56Nm3/Nm3氢气；电耗:0.8~1.5/Nm3氢气；规模:1000Nm3/h~100000Nm3/h；纯度:符合工业氢、纯氢(GB/T74451995)；年运行时间:大于8000h1天然气制氢的选择理论分析。

氢作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料，在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景，在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法，如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等，技术相对成熟，但是，存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中，有干气、石脑油等烃类资源伴生，采用此类方法生产氢，可以实现资源的利用率最大化，而且伴生天然气的主要成分是甲烷，利用烃类蒸汽转化即可制成氢，且生产纯度高，生产效率高。

2.天然气水蒸汽重整制氢需解决的关键问题

天然气水蒸汽重整制氢需吸收大量的热，制氢过程能耗高，燃料成本占生产成本的50~70％。辽河油田在该领域进行了大量有成效的研究工作，在油气集输企业建有大批工业生产装置，考虑到氢在炼厂和未来能源领域的应用，天然气水蒸气转化工艺技术不能满足未能满足大规模制氢的要求。因此研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证，新工艺技术应在降低生产装置投资和减少生产成本方面应有明显的突破。

3.天然气制氢新工艺和新技术分析

A.天然气绝热转化制氢

该技术最突出的特色是大部分原料反应本质为部分氧化反应，控速步骤已成为快速部分氧化反应，较大幅度地提高了天然气制氢装置的生产能力。天然气绝热转化制氢工艺采用廉价的空气做氧源，设计的含有氧分布器的反应器可解决催化剂床层热点问题及能量的合理分配，催化材料的反应稳定性也因床层热点降低而得到较大提高，天然气绝热转化制氢在加氢站小规模现场制氢更能体现其生产能力强的特点。该新工艺具有流程短和操作单元简单的优点，可明显降低小规模现场制氢装置投资和制氢成本。

B.天然气部分氧化制氢

天然气催化部分氧化制合成气，相比传统的蒸汽重整方法比，该过程能耗低，采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器，但天然气催化部分氧化制氢因大量纯氧而增加了昂贵的空分装置投资和制氧成本。采用高温无机陶瓷透氧膜作为天然气催化部分氧化的反应器，将廉价制氧与天然气催化部分氧化制氢结合同时进行。初步技术经济评估结果表明，同常规生产过程相比，其装置投资将降低约25~30％，生产成本将降低30~50％。

C.天然气高温裂解制氢

天然气高温裂解制氢是天然气经高温催化分解为氢和碳该过程由于不产生二氧化碳，被认为是连接化石燃料和可再生能源之间的过渡工艺过程。辽河油田对于天然气高温催化裂解制氢，广泛开展了大量研究工作，所产生的碳能够具有特定的重要用途和广阔的市场前景。

D.天然气自热重整制氢

该工艺同重整工艺相比，变外供热为自供热，反应热量利用较为合理，原理是在反应器中耦合了放热的天然气燃烧反应和强吸热的天然气水蒸汽重整反应，反应体系本身可实现自供热。另外，由于自热重整反应器中强放热反应和强吸热反应分步进行，因此反应器仍需耐高温的不修锈钢管做反应器，这就使得天然气自热重整反应过程具有装置投资高，生产能力低等缺点。

4．天然气脱硫制氢技术

A.改革创新

辽河油田在原合成氨造气工艺基础上对转化炉、脱硫变换、热量回收系统等进行了大胆改革，采用创新装置，比老工艺大为减少，天然气消耗也降低约1/3。技术特点：天然气加压脱硫后与水蒸汽在装填有催化剂的特殊转化炉裂解重整，生成氢气、二氧化碳和一氧化碳的转化气，回收部分热量后，经变换降低转化气中CO含量、变换气再通过变压吸附（PSA）提纯得到氢气。

B.主要性能指标

在一定压力下，利用活性碳、硅胶、分子筛、氧化铝多种吸附剂组成的复合吸附床，将甲醇裂解气、合成氨驰放气、炼油厂的催化裂化干气、变换气、水煤气和半水煤气等各种含氢气源中杂质组分在较低压力下选择吸附，难吸附的氢从吸附塔出口作为产品气输出，以达到提纯氢气目的。

生产能力：根据用户需要一般为400~20000Nm3/h；产品纯度：99％~99.999％（v/v）；产品压力：1.3~2.0MPag。

C.主要技术指标

处理原料量：10~5000Nm/h；吸附压力：0.8Mpa~2.4Mpa；氢气纯度：99.9~99.99％；氢气提取率：75~90％（视原料气条件和产品气要求而定）。

5.氢气分离、提纯

吸附塔是交替进行吸附、解吸和吸附准备过程来达到连续产出氢气。氢气在压力一定下进入PSAH2系统。富氢气自下而上通过装填有专用吸附剂的吸附塔，从吸附塔顶部收集到的产品氢气输出界外。当床层中的吸附剂被CO、CH4、N2饱和后，富氢气切换到其他吸附塔。在吸附—解吸的过程中，吸附完毕的塔内仍留着一定压力的产品氢，利用这部分纯氢给刚解吸完毕的另外几个均压塔分别均压和冲洗，这样做不仅利用了吸附塔内残存的氢气，还减缓了吸附塔的升压速度，也就减缓了吸附塔的疲劳程度，有效达到了分离氢，达到氢和杂质组分的分离。

[1]戴金星.国家85天然气科技攻关丰硕成果[M]天然气工业.1996.16

[2]邹仁均.石化化工裂解原理和技术[M]化学工业出版社.1990.08

过氧化氢分解篇7

关键词：硫酸铜与氢氧化钠溶液的反应；实验条件探究；化学实验教学

文章编号：1005–6629（2014）2–0049–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

人教版九年级化学教材中有这样一个实验[1]：2 mL氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液，观察现象；再用酒精灯加热，观察现象。这个实验似乎很简单，实验预期现象为产生蓝色絮状氢氧化铜沉淀，加热后氢氧化铜分解生成黑色氧化铜。但从文献[2～4]中发现，硫酸铜和氢氧化钠的用量不同，发生的反应不同，通常有三种情况：

教材中设定该实验的目的是让学生掌握基本的实验操作，学会观察、记录实验现象，初中阶段实验教学中应避免（1）、（3）两种复杂情况的出现。而教材中并无对反应物质量分数的规定，导致硫酸铜和氢氧化钠的用量不确定。中学实验中硫酸铜溶液的质量分数通常为2%，因此固定硫酸铜溶液的质量分数为2%，通过改变影响实验的两个主要因素：氢氧化钠的质量分数、反应物的滴加顺序来探究实验的适宜条件，以期为教师实验教学提供参考。

1 实验内容

（1）配制2%的硫酸铜溶液，2%、4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液。

（2）A组：取10支试管编号①～⑩，分别装2 mL 2%的氢氧化钠溶液，再依次滴入2%的硫酸铜溶液1～10滴，从滴加瞬间、振荡、静置、水浴加热四个时刻观察并记录实验现象。

B组：将A组试剂反滴，即向10支装有2 mL 2%的硫酸铜溶液试管中依次滴加1～10滴2%氢氧化钠溶液。

（3）依次用4%、6%、8%、10%、20%的氢氧化钠溶液，重复第（2）步操作。

2 实验结果及讨论

2.1 氢氧化钠溶液中滴加2%的硫酸铜溶液

从表1看出，2%～4%的氢氧化钠溶液中滴加1～10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu（OH）2沉淀；2%～8%的氢氧化钠溶液中滴加3～10滴2%的硫酸铜溶液都生成Cu（OH）2沉淀。实验时滴加1～2滴硫酸铜溶液，生成的蓝色Cu（OH）2沉淀少，最好滴加3滴以上。

此外，在A组实验中还出现两个意外现象，下面针对这两个现象展开讨论：

（1）在2 mL 2%氢氧化钠溶液中滴加2～5滴2%硫酸铜溶液，振荡静置后出现少量绿色沉淀。另外，笔者做过4 mL 0.5 mol/L氢氧化钠分别和3.0、3.5、4.0、4.5 mL 0.5 mol/L硫酸铜溶液（质量分数：NaOH～2.0%；CuSO4～7.4%）混合未振荡静置的实验，出现蓝色絮状、浅蓝色、绿色三种沉淀。在此出现的绿色沉淀是何物质，推测有以下两种情况：①氢氧化铜与溶解在溶液中的二氧化碳生成绿色的碱式碳酸铜沉淀；②碱式硫酸铜属于碱式盐，通式为Cux（OH）ySO4·nH2O，绿色沉淀可能是碱式硫酸铜的一种。

（2）在2 mL 20%氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液，未振荡，上层生成蓝色絮状沉淀，中层形成亮蓝色环，下层是未参与反应的无色氢氧化钠的溶液。氢氧化钠溶液浓度高、黏度大，硫酸铜溶液滴入后与上层氢氧化钠生成蓝色Cu（OH）2絮状沉淀，沉淀逐步向下扩散与中层高浓度的氢氧化钠生成亮蓝色Na2[Cu（OH）4]溶液。理论上推测，再滴加适量的硫酸铜溶液使上层硫酸铜过量，静置一段时间，上层会出现浅蓝色的Cu4（OH）6SO4沉淀层，从而在一个试管中依次呈现浅蓝色、蓝色、亮蓝色三个色层，让学生形象直观地看出氢氧化钠与硫酸铜能发生三种反应，因而此实验具有进一步挖掘的价值。

2.2 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液

从表2看出，2%的硫酸铜溶液中滴加1～10滴20%氢氧化钠溶液都生成Cu（OH）2沉淀；2%的硫酸铜溶液中滴加3～10滴6%～20%的氢氧化钠溶液都生成Cu（OH）2沉淀。

此外，在2 mL的2%的硫酸铜溶液中滴加4%的氢氧化钠溶液5滴，生成Cu（OH）2沉淀和浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀，Cu（OH）2沉淀分解生成黑色的CuO，而碱式硫酸铜水浴加热不分解；滴加6滴，生成较多的Cu（OH）2沉淀和较少的浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀，加热后生成的黑色的CuO较多，不分解的浅蓝色的碱式硫酸铜较少，较多黑色和较少浅蓝色综合呈灰黑色。在2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加2%的氢氧化钠溶液10滴，加热后也呈灰黑色，表明有少量浅蓝色的碱式硫酸铜未分解。

3 实验结论

综上所述，得出如下结论：

（1）2 mL的氢氧化钠溶液中滴加1～10滴2%的硫酸铜溶液，都只生成蓝色Cu（OH）2沉淀，氢氧化钠溶液的质量分数应为2%～4%；3～10滴都只生成蓝色Cu（OH）2沉淀，氢氧化钠的质量分数应为2%～8%。

（2）2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加1～10滴氢氧化钠溶液，都只生成蓝色Cu（OH）2沉淀，氢氧化钠溶液的质量分数应为20%；3～10滴都只生成蓝色Cu（OH）2沉淀，氢氧化钠的质量分数应为6%～20%。

（3）对于滴加顺序，取决于氢氧化钠溶液的质量分数的大小。当氢氧化钠溶液的质量分数较小时，则2 mL氢氧化钠溶液中滴加2%硫酸铜溶液；当质量分数较大时，则2 mL 2%的硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液。

参考文献：

[1]胡美玲主编.义务教育课程标准实验教科书·化学（九年级上册）[M].北京：人民教育出版社，2006：28

[2]段昌平.几个被误读的实验现象[J].化学教学，2012，（1）：79～80.

过氧化氢分解篇8

关键词：探究式学习；挫折教育；课堂实例；教学反思

文章编号：1005－6629(2009)03－0038－02中图分类号：G633.8文献标识码：B

普通高中化学新课程标准中提出“要经历对化学物质及其变化进行探究的过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力”。在化学教学中开展探究式学习，对培养学生创造能力和创新精神有着重要意义。

遭遇挫折是人生必经的坎儿，那么我们教师就必须教会孩子学会接受挫折, 所谓“授人以鱼不如授人以渔”。挫折教育，实际上是孩子成长过程中不可缺少的一种营养，教师千万不可忽视这一重要问题。与其一直替学生遮风挡雨，教给学生没有经过挫折的知识和方法，不如让学生自己去面对学习和生活中的风雨。著名心理学家马斯洛说：“挫折对于孩子来说未必是件坏事，关键在于他对待挫折的态度。”因此，明智的教师应该在平时的教学过程中就对孩子进行挫折教育，让孩子在学习过程中就“吃点苦”，这样不仅可以增加学生的过程体验，还可以增强过程认识和记忆的持久性。

笔者在平时的课堂教学中既重视教的过程，更重视学的过程；既重视对学生学习能力的培养，更重视对学生遭遇挫折能力的养成。本文以人教版“铁和铁的化合物”一节中铁的氢氧化物制备为例，谈化学探究式学习中的挫折教育，以期与同行磋商。

1教学过程

［学生阅读］学生通过预习了解氢氧化铁和氢氧化亚铁的部分物理性质，也可以在课堂上给出1-2分钟时间让学生阅读课本。

［教师小结］请一位学生汇报相关物理性质。教师小结氢氧化铁和氢氧化亚铁的部分物理性质：氢氧化铁是一种红褐色固体，氢氧化亚铁是一种白色固体，均难溶于水。

请同学们利用实验台上的药品设计制备铁的两种氢氧化物的方法。

［学生活动］学生讨论实验方案并汇报：分别向装有氯化铁等铁盐溶液和硫酸亚铁等亚铁盐溶液的试管中，滴加氢氧化钠溶液，振荡后观察实验现象。

［学生实验］按照上述实验方案进行实验。

［学生汇报］汇报实验现象：在装有氯化铁溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀，而在装有硫酸亚铁溶液的试管中，滴加氢氧化钠溶液，出现灰绿色沉淀，振荡后试管内壁溶液上的沉淀变为红褐色。

［教师提问］大家在实验中遇到问题了吗？为什么没有出现白色沉淀？请学生查阅资料后思考讨论并汇报讨论结果。

［学生活动］阅读课本，相互交流和评价，形成比较完善的解释：Fe2+有比较强的还原性，氢氧化亚铁容易被空气中氧气和溶液中溶解的氧气氧化：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3。部分沉淀被氧化，出现灰绿色，而振荡后在试管内壁液面上的沉淀充分接触空气，基本都被氧化，出现红褐色，所以整个过程基本没有看到白色沉淀。

［教师追问］问题在于氢氧化亚铁的还原性，那么成功制取氢氧化亚铁的关键是什么？如何成功制备氢氧化亚铁？

［学生活动］学生思考讨论，分组汇报：制取氢氧化亚铁的关键是保证氢氧化亚铁不与氧气接触。制备方法有：①加热氯化亚铁溶液和氢氧化钠溶液，赶出溶液中的氧气，并趁热滴加；②在滴加氢氧化钠溶液时，将滴管伸入氯化亚铁溶液液面以下操作；③在试管中充入二氧化碳气体，赶出空气；④在氯化亚铁溶液中加入少量煤油隔离空气……

［学生互评］方法③和④目的和效果一样，但④更为简单可行。

［学生实验］根据同学讨论形成的制备方案进行实验，汇报实验现象：得到氢氧化亚铁白色沉淀，效果理想。

2教学反思

2.1围绕新课程标准，以学生自主探究为手段

在新课程标准中，对铁的氢氧化物的学习要求是：“了解氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法”。如果教师照本宣科，只侧重结果和形式，直接告诉学生两种氢氧化物的不同实验制备方法，忽视氢氧化亚铁的制备方法形成的过程和情景，那么就使得知识的学习变得抽象、被动和机械，也就不能经历获取正确知识所必需的挫折。笔者针对该内容的学习要求认为，两种氢氧化物的实验制备方法有明显差异，必须让学生亲身体验挫折，自主探究获取两种氢氧化物尤其是氢氧化亚铁的制备方法。我们在平时教学中要根据不同教学内容和要求，多给学生提供探究的机会，这样学生才能经历必要的挫折，培养学生坚强意志和受挫能力。

2.2放手让学生探究，让学生遭遇过程中的挫折

这节课的难点是在失败的实验中找到灵感而取得成功。学生参与实验全过程，体验严谨求实的科学态度是成功的保障。创新的思维，总是在经历挫折后才形成的。通过实验，发现问题，完善实验，解决问题。教师要培养学生动脑思考和解决一些相关实验中动手与动脑相结合的问题，还要提高实验能力、实验成功率，使知识不易遗忘，培养学生独立解决实际问题的能力。例如在学生制备氢氧化亚铁的过程中遇到挫折，就放手让学生带着问题查阅资料，针对问题独立思考，分析出现问题的真实原因，真正实现自我知识的建构。平时教学中我们教师要摈弃保护主义，提供受挫机会，鼓励学生正确面对挫折，不回避学习过程中的问题，在挫折中获取知识和方法，在挫折中养成分析问题、解决问题的能力。

2.3正视学习过程中的问题，培养学生独立思考能力

铁的氢氧化物教学，采用开放实验的方法，在教师的引导下，让学生在预习的基础上独立思考，成功地获取知识，完成学习任务。教学中让学生独立思考本身就是他们的创新，要使学生经常意识到，独立的有自己特色的思考本身就非常有价值。例如在找到制备氢氧化亚铁失败的原因后，如何设计正确的制备方案？教师不作任何提示，让学生独立思考，讨论交流，分组汇报。教学中我们教师要鼓励学生形成和表达自己的想法，即使有些学生的思考具有片面性，甚至有些学生的想法是错误的，我们也要在鼓励的同时积极引导，帮助学生正确分析原因，切忌直接批评，挫伤学生兴趣。我们要保护学生积极求索的热情，进而培养他们思维的创新性。

2.4注重学生间的互动，培养合作学习能力

课堂教学互动既有教师和学生的互动，也有学生与学生的互动，我们平时的教学更多关注的是“师生互动”，忽略 了“生生互动”。由于学生之间的个体思维更为贴近，学生更容易接受或驳斥同学的观点，进行更深入的相互评价，因此学生间对问题的交流有时比师生间更为有效。例如在找到制备氢氧化亚铁失败的原因后，如何设计正确的制备方案？各学习小组同学积极思考，讨论交流，形成了各种方案。有同学提出“在试管中充入二氧化碳气体，赶出空气”；有同学提出“在氯化亚铁溶液中加入少量煤油隔离空气”。这时就有同学认为两种方案的目的完全一样，采用后一种方案更为简单。教师在课堂教学要多给学生之间互动的机会，让学生进行合作学习。采用合作学习，相互评价，既能淡化学生的挫折感受，也能增强记忆，提高效率。

化学教学应提倡探究式学习，学生在探究式学习过程中所遇到的挫折是不可避免，也是不应该回避的，关键是我们教师要正确对待，引导学生正确面对挫折，提高学生的受挫能力。进而全面提高学生的综合素质。

参考文献：

过氧化氢分解篇9

关键词：微藻产氢；可逆产氢酶；固氮酶；间接产氢法

中图分类号： Q949.2 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-12-0080-2

当前人们所用的能源主要是石油、天然气和煤炭等化石燃料，随着各国能源的紧张和日益严重的环境污染，作为一种不可再生和极具污染的燃料，它们的缺点日益暴露。因此寻找一种新型能源成为各国政府能源战略的主要政策。

氢气被能源界公认为最具潜力的能源之一。传统的产氢方法包括热分解法和电解法，但成本偏高。前者需要消耗大量的石油、天然气和煤炭等宝贵的不可再生资源；后者每生产1m3的氢需要消耗4-5kW的电能。相比之下生物产氢因具有能量消耗少、无污染、高效等特点成为能源领域的研究热点。

目前生物产氢包括发酵产氢和光合作用产氢。发酵产氢是利用分解作用将有机物中化学能转化为氢能，而光合作用则是利用光合作用直接将太阳能转为氢能，可分为细菌产氢和微藻产氢两种形式。光合细菌没有光系统Ⅱ，不能直接利用太阳光水解产氢；而微藻同时具有光系统Ⅰ和光系统Ⅱ，在特有的产氢酶系作用下可把水分解成氢气和氧气，其具有的产氢能力备受关注。

1 微藻光合作用产氢机理

微藻首先吸收光能，在光合作用系统Ⅱ（PSⅡ）的反应中心光解水释放质子和电子，或者将机体中葡萄糖等有机物分解产生电子。之后电子经过类囊体膜上一系列电子传递体传给铁氧还蛋白（Fd）等产氢相关的酶，还原质子产生氢气。根据微藻用于产氢的酶不同，可将产氢过程分为两类：固氮酶产氢、可逆产氢酶产氢[1]。

1.1 固氮酶产氢

固氮酶产氢固氮酶是一种双功能酶，它在将氮气还原为氨气的同时也可将质子还原为氢气，但是在有氧条件下迅速失活。供给固氮酶电子的铁氧还蛋白的电子有两种来源：一是由光合作用电子传递链传来，另一条可能是由磷酸戊糖途径和（Fd-NADP+）氧化还原酶传来。由于在有氧条件下固氮酶会迅速失活，因此一些蓝藻含有具有特殊的保护机制的异型细胞，可以为固氮酶提供无氧环境；在此过程中，正常细胞进行光合作用，把合成的有机物转移到异型胞内，异性胞分解有机物将电子传递给固氮酶，实现了固氮和产氢。从Fd接受的电子只有1/4用于还原质子，而且每产生1mol氢气需消耗16mol ATP，可见蓝藻利用固氮酶产氢是一个消耗能量的过程，这对细胞本身相当不利。

1.2 可逆产氢酶产氢

可逆产氢酶产氢可逆产氢酶多存在于蓝藻和绿藻中，根据其所含金属离子种类的不同可分为铁氢酶、铁镍氢酶和无金属离子的氢酶，以铁氢酶活性为最高。可逆产氢酶对氧气极为敏感，在氧气浓度接近1.5%时，酶活性急剧降低。因此，在氧浓度较高的情况下，几乎没有可逆产氢酶产生氢气；可逆产氢酶对电子的变化也很敏感，电子传递链有富余电子时，可将电子用于还原质子合成氢气，在电子缺乏的情况下，采取相反的措施以起到救急作用。因此可逆产氢酶在调节电子传递分配，保护细胞免受氧化伤害具有重要意义。

蓝藻和绿藻中的可逆产氢酶不同，产氢过程存在差异。本文主要以绿藻为例介绍可逆产氢酶的产氢过程。绿藻的可逆氢酶存在于叶绿体基质中，既可以将光合作用产生的电子用于产氢，又可以将产氢过程中释放的电子用于光合作用。此外厌氧环境中，绿藻葡萄糖和乙酸等发酵释放的电子被呼吸电子传递链利用后还有剩余，但不能进入卡尔文（Calvin）循环，导致剩余的电子在NAD（P）H-PQ氧化还原酶的作用下最终传给可逆氢酶用于产生氢气。

2 绿藻产氢技术

理论上讲，相对蓝藻而言，绿藻光合效率和产氢速度较高，可逆产氢酶的产氢量相比固氮酶高，所以目前多以绿藻为研究对象，进行绿藻可逆产氢酶光解产氢研究。绿藻可逆产氢酶光解产氢有两种主要的产氢方式――直接光水解产氢和间接光水解产氢。

2.1 直接光水解产氢

直接光水解产氢中，绿藻产氢的过程是与光合作用偶联在一起的。氧气浓度的微小变化对可逆产氢酶活性的影响很大，当空气中氧气浓度接近1.5%时，可逆产氢酶立即失活，导致直接光水解产氢过程不能持续进行。因此直接光水解产氢难，商业应用价值受限制。

2.2 间接光水解产氢

间接光水解产氢间接光水解产氢是建立在Melis等基于硫饥饿原理的连续产氢技术。目前间接光水解产氢法主要包括一步法及两步法间接光水解产氢两种方法。

2.2.1 一步法 一步法一步法间接光水解产氢主要是光水解产氢工艺。Cherdsak M.等[2]将绿藻Tetraspora sp.CU2551分别在TAP培养基、缺氮培养基、缺硫培养基以及缺氮和硫的培养基中培养，结果发现相比TAP培养基，培养基中缺乏氮或硫均可以提高微藻产氢量，同时缺乏氮和硫的培养基中H2的产量约提高1.5倍。

2.2.2 两步法 两步法两步法间接光解产氢基于两步法的间接培养。在正常的光合作用下，微藻固定二氧化碳，累积自身所需的碳水化合物，接着再在无硫、无氧的条件下培养微藻，此时PS很快丧失活性，而线粒体进行正常的呼吸作用，导致培养基中的氧气逐断被呼吸作用消耗掉，从而诱导可逆产氢酶的产生以及活性的提高，得到较高的氢气产量。产氢结束后，向培养基中添加无机硫酸盐，恢复光合作用，扩大生物量，然后不断重复上述过程，便可实现产氢的可持续循环。由于两步法间接光解产氢的诸多优势，使之成为近年来研究最热的产氢方法之一。Jun等[3]将微藻在无硫培养中培养一段时间后，分别向培养基中添加0、15、30、60和120μM的硫酸镁溶液，结果4个周期后产生的H2的体积分别为112、479、605、204以及0ml；另外通过添加HEPES缓冲液，产氢效率可以维持在一个较高的水平。管英富等[4]用两步法培养绿藻Platymonas subcordiformis，得到了高于一般培养方法的产氢量。

两步法间接光解产氢方法虽然过程操作复杂，但是可以将氢气和氧气分离开，避免了氧抑制可逆产氢酶产氢的活性，产氢效率高，避免了氢氧的分离纯化过程，使得下游处理工艺简单。

3 微藻光合作用产氢存在的问题及展望

目前微藻可逆产氢酶光水解产氢的研究已有所突破，但仍需迫切解决制约其大规模产氢应用的限制

3.1 传统微藻的光能利用率不高

当前，大部分微藻只能捕获3-4%的太阳能，而只有当水解产氢的光能利用率接近10%时才能用于工业化生产。因此生物产氢成功的首要因素是拥有优良的菌种，但目前还少见特别优良的高产菌株的报道。

3.2 只有在无氧环境条件的诱导下，微藻产氢的相关基因HydA才会大量表达，而且微藻的产氢过程耗能，受到胞内代谢系统的严格调控，通常铁氧还蛋白得到的电子传递给NADP+，微藻产氢量很低甚至不产氢，只有在特殊情况下才会产生氢气。因此进一步探究基因HydA的高效表达对产氢的代谢的影响，可以进一步提高光合产氢效率。

氢气是一种理想的清洁能源，原料来源广泛，并且热值和热转化效率都很高。微藻作为一种理想的产氢原料，可在特有的产氢酶系作用下可把水分解成氢气和氧气，环保、无污染，因此微藻产氢成为能源领域的研究热点，具有广阔的应用前景。利用微藻产氢可以真正实现水和光等可再生资源的利用及太阳能的持续转化，经过深入的探究和开发，有望成为未来社会一种主要的能源供应途径。

参考文献

[1] Zhang L.P.,Happe T., Mehs A.. Biochemical and morphological characterization of sulful-deprived and H2producing chlamydomonas reinhardii [J] Planta, 2002, 214:552-561.

[2] Maneeruttanarungroj C., Lindblad P., Incharoensakdi A.. A newly isolated green alga, Tetraspora sp. CU2551, fromThailand with efficient hydrogen production [J].Hydrogen Energy, 2010,35:13193-13199.

过氧化氢分解篇10

九年级化学导学提纲（第 课时）

第十单元课题一（1—4）

编制人：__

学习目标：

1、认识氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质，归纳碱相似化学性质及其原因

2、学会设计实验现象证明二氧化碳能与氢氧化钠反应。

学习重、难点：氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质

课前导学

1 、 氢氧化钠（NaOH）

(1) 物理性质：颜色、状态_________溶解性__________溶解时________

(2) 腐蚀性：有强烈的腐蚀性，俗名_____ _____ ______若不慎将碱液粘在皮肤上，应先用-_______冲洗，再涂上______溶液

(3) 潮解：氢氧化钠暴露在空气中时，易吸收_____,表面潮湿并逐渐溶解。氢氧化钠可作为某些气体的______

(4) 用途：做化工原料，应用于____、_____、____、______、______等工业。炉具清洁剂中含有氢氧化钠，氢氧化钠与油脂发生反应，在生活中用来除去_____

2 、 氢氧化钙[Ca(OH)2]

(1)物理性质：颜色、状态________，溶解性：______腐蚀性_____

(2)制法：由生石灰与水化合制得，化学方程式为：____________,同时放出大量热

(3)俗名：______或________

(4)用途：做建筑材料、改良酸性土壤等。

学习过程：

一、常见的碱

演示实验：

[实验10—6]

实验

观察氢氧化钠的色、态

将氢氧化钠放于表面皿上

将氢氧化钠溶于试管中

现象

分析

[实验10—7]在蒸发皿中放一小块生石灰，加少量水，观察现象

现象

方程式

二、碱的化学性质

[活动与探究]：课本第55页，分组实验，观察现象，填写表格：

（1）氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液与指示剂的反应

氢氧化钠、氢氧化钙的溶液都能使_____色石蕊试液变_____，使_____色酚酞试液变________

（2）与某些非金属氧化物的反应

[1]

回忆检验二氧化碳的反应，写出反应的化学方程式：_____________

[2] 氢氧化钠与二氧化碳的反应，

演示实验：

在烧瓶里收集二氧化碳气体，烧瓶用带导管（导管一端事先已绑好一个气球）的胶塞塞紧。当拔开胶寒迅速倒入浓氢氧化钠溶液后，立即塞紧振荡，

观察现象，_________________ 反应的方程式____________________

[3]

书写二氧化硫、三氧化硫分别与氢氧化钠的反应的化学方程式_______________________________、________________________________.

练习：

（1）有两瓶失去标签的无色透明溶液，分别是稀盐酸和稀氢氧化钠溶液，要鉴别它们最好选（ ）

A 食盐 B蒸馏水 C蔗糖 D石蕊试液

（2）在一张洁白干燥的滤纸上，依次喷洒A、B、C三种无色液体，当喷洒A时，滤纸上无明显变化； 再喷洒B时，滤纸上出现一只红色小猫；最后喷洒C时，小猫逐渐消失。回答下列问题：滤纸上的小猫可能是由_____________画的。

实 验

氢氧化钙溶液中通入CO2气体，观察

氢氧化钠溶液中通入CO2气体，观察

现象

化学方程式

（3）填表：

（4）实验设计：

1、我们是如何用实验证明CO2与H2O发生了化学反应生成H2CO3

2、CO2与Ca(OH)2溶[文秘站:]液反应有沉淀生成，而与NaOH反应无现象，那么CO2与NaOH是不是确实发生了反应？如何用实验证明CO2与NaOH发生了反应？

3、

方案一：在矿泉水瓶中收集满CO2，迅速倒入NaOH，盖上瓶盖，振荡。现象

方案二：在一个瓶子里收集一瓶CO2，迅速倒入NaOH，然后用一个带