高中化学-《实验化学》催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响课件-苏教版选修6.ppt

1、实验课题深度研究实验课题深度研究 专题专题4 化学反响条件的控制化学反响条件的控制 课题课题2:催化剂对过氧化氢分解反响速率的影响催化剂对过氧化氢分解反响速率的影响 第一页，编辑于星期五：九点 二十四分。一、课程标准相关要求一、课程标准相关要求?实验化学实验化学?模块是模块是6个选修模块其中之个选修模块其中之一，是普通高中化学课程的重要组成局部。一，是普通高中化学课程的重要组成局部。设置该课程模块有助于学生更深刻地认识设置该课程模块有助于学生更深刻地认识实验在化学科学中的地位，掌握根本的化实验在化学科学中的地位，掌握根本的化学实验方法和技能，培养学生的创新精神学实验方法和技能，培养学生的创新精

2、神和实践能力。和实践能力。实验化学模块教材十分注重引导学生运用实验化学模块教材十分注重引导学生运用化学原理理解化学实验技术的内涵与操作要求，化学原理理解化学实验技术的内涵与操作要求，理论与实践相结合。理论与实践相结合。第二页，编辑于星期五：九点 二十四分。化学实验是化学科学赖以产生和开化学实验是化学科学赖以产生和开展的根底，以实验为根底是化学学科重展的根底，以实验为根底是化学学科重要特征之一，为充分表达化学实验的功要特征之一，为充分表达化学实验的功能，高中化学新课程专门设置了能，高中化学新课程专门设置了“实验实验化学这个选修模块。化学这个选修模块。第三页，编辑于星期五：九点 二十四分。通过本模

3、块的学习，学生应主要在以下几个方面得到开通过本模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到开展：展：1、认识化学实验是学习化学知识、解决生产、认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；和生活中的实际问题的重要途径和方法；2、掌握根本的化学实验方法和技能，了解现代仪器、掌握根本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；在物质的组成、结构和性质研究中的应用；了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；化学实验解决问题的能力；过程与方法：过程与方法：知识与技能：知识与技能：第四页，编辑

4、于星期五：九点 二十四分。通过本模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到通过本模块的学习，学生应主要在以下几个方面得到开展：开展：1、认识化学实验是学习化学知识、解决生产和、认识化学实验是学习化学知识、解决生产和生活中的实际问题的重要途径和方法；生活中的实际问题的重要途径和方法；2、掌握根本的化学实验方法和技能，了解现代、掌握根本的化学实验方法和技能，了解现代仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；仪器在物质的组成、结构和性质研究中的应用；3、了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化、了解化学实验研究的一般过程，初步形成运用化学实验解决问题的能力；学实验解决问题的能力；4、形成实事求是、严

5、谨细致的科学态度，具有、形成实事求是、严谨细致的科学态度，具有批判精神和创新意识；批判精神和创新意识；5、形成绿色化学的观念，强化实验平安意识。、形成绿色化学的观念，强化实验平安意识。第五页，编辑于星期五：九点 二十四分。该模块又分成二个主题，分别为该模块又分成二个主题，分别为“化学实验根底和化学实验根底和“化学实验探究。化学实验探究。通过化学实验探究，要求学生能到达以通过化学实验探究，要求学生能到达以下几方面要求：下几方面要求：能发现学习和生产、生活中的意义的化学问题，能发现学习和生产、生活中的意义的化学问题，并进行实验探究。并进行实验探究。能根据具体情况设计解决化能根据具体情况设计解决化学

6、问题的实验方案，并予以评价和优化。学问题的实验方案，并予以评价和优化。能通能通过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理。过化学实验收集有关数据，并科学地加以处理。能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归能对实验现象做出合理的解释，运用比较、归纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。纳、分析、综合等方法初步揭示化学变化的规律。第六页，编辑于星期五：九点 二十四分。二、本实验根本原理及其在实验化学二、本实验根本原理及其在实验化学中的地位中的地位 传统教材传统教材：实验目的实验目的实验原理实验原理实验用品实验用品实验实验步骤步骤实验记录实验记录问题与讨论问题与讨论 新教材：新教材：知识预备知识预

7、备课题方案设计课题方案设计记录与记录与结论结论交流讨论交流讨论 第七页，编辑于星期五：九点 二十四分。功能：功能：1、将各知识性栏目穿插在课题的各局部内容中，、将各知识性栏目穿插在课题的各局部内容中，使学生的知识目标和实验技能目标有机地整合在使学生的知识目标和实验技能目标有机地整合在每一个课题中每一个课题中。2 2、实验已非纯粹的实验，而是一个内涵丰富的课、实验已非纯粹的实验，而是一个内涵丰富的课题，通过对课题的学习，学生将会在化学知识、实题，通过对课题的学习，学生将会在化学知识、实验技能、实验方法、科学态度、创新精神与实践能验技能、实验方法、科学态度、创新精神与实践能力等方面得到全面的开展。

8、力等方面得到全面的开展。3 3、充分利用各种教学时机，对学生进行绿色、充分利用各种教学时机，对学生进行绿色化学、科学态度等方面的教育，同时注意和现化学、科学态度等方面的教育，同时注意和现代实验技术开展联系起来，开拓学生的视野，代实验技术开展联系起来，开拓学生的视野，培养学生的情操。培养学生的情操。第八页，编辑于星期五：九点 二十四分。课题研究时要考虑的问题：课题研究时要考虑的问题：1 1、试剂的纯度、浓度、温度、催化剂、固、试剂的纯度、浓度、温度、催化剂、固体颗粒的大小、容器底面积大小等各种因体颗粒的大小、容器底面积大小等各种因素对化学反响的速率及其结果有着重要的素对化学反响的速率及其结果有着

9、重要的影响。影响。2、实验装置的设计、反响物的浓度、反响、实验装置的设计、反响物的浓度、反响的温度、是否要加催化剂或选用的催化剂的温度、是否要加催化剂或选用的催化剂种类及其用量等种类及其用量等。3 3、化学实验的、化学实验的本质本质就是在就是在有条件控制有条件控制下发下发生的化学变化。生的化学变化。第九页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验探究活动实验探究活动的目的：的目的：1、通过实验探究活动，掌握根本的化、通过实验探究活动，掌握根本的化学实验技能和方法学实验技能和方法。2 2、体验实验探究的根本过程，认识、体验实验探究的根本过程，认识实验在化学科学研究和化学学习中的实验在化学科学研究和化学

10、学习中的重要作用，提高化学实验能力重要作用，提高化学实验能力 3 3、为了帮助学生学习一些重要的科学、为了帮助学生学习一些重要的科学方法，形成严谨的科学态度方法，形成严谨的科学态度 第十页，编辑于星期五：九点 二十四分。4 4、通过对反响条件的选择及控制来体、通过对反响条件的选择及控制来体验探究问题、解决问题的过程，从而验探究问题、解决问题的过程，从而培养学生的综合能力。培养学生的综合能力。5 5、通过对、通过对“催化剂对过氧化氢分解催化剂对过氧化氢分解反响速率的影响课题及其相关拓展反响速率的影响课题及其相关拓展课题的研究来了解化学反响条件控制课题的研究来了解化学反响条件控制的重要性，并初步学

11、习和认识控制某的重要性，并初步学习和认识控制某些反响条件的有效方法，形成一定的些反响条件的有效方法，形成一定的实验研究能力。实验研究能力。第十一页，编辑于星期五：九点 二十四分。本研究课题的实验方法：本研究课题的实验方法：“催化剂对过氧化氢分解反响速催化剂对过氧化氢分解反响速率的影响课题是通过比较不同的催率的影响课题是通过比较不同的催化剂对过氧化氢分解速率的影响的差化剂对过氧化氢分解速率的影响的差异，从中认识到催化剂的种类、用量异，从中认识到催化剂的种类、用量及其性状的选择对实验效果的影响，及其性状的选择对实验效果的影响，同时通过对实验现象的观察、比照和同时通过对实验现象的观察、比照和分析，加

12、深学生对化学反响条件控制分析，加深学生对化学反响条件控制的重要性的认识。的重要性的认识。第十二页，编辑于星期五：九点 二十四分。三、实验操作要点及主要实验现象三、实验操作要点及主要实验现象 课题方案设计课题方案设计：1、同一催化剂不同的状态对化学反响速、同一催化剂不同的状态对化学反响速率的影响，采用率的影响，采用MnO2作催化剂，用类比作催化剂，用类比的方法进行实验，用粉末状和颗粒状两种，的方法进行实验，用粉末状和颗粒状两种，且采取不振荡和振荡二种形式，催化剂的且采取不振荡和振荡二种形式，催化剂的用量均取用量均取0.1g。第十三页，编辑于星期五：九点 二十四分。2、用不同的催化剂对化学反响速率

13、的影响，、用不同的催化剂对化学反响速率的影响，采用采用CuO、活性炭、活性炭、FeCl3、KI等作等作H2O2分解的催化剂，各物质的用量均取分解的催化剂，各物质的用量均取0.1g。3、实验装置可按教材、实验装置可按教材P49图图4-4所示组装。实验时，在所示组装。实验时，在50ml量筒中盛满水，倒置于水量筒中盛满水，倒置于水槽中，通过分液漏斗把槽中，通过分液漏斗把5ml6%H2O2溶液参加锥形瓶中，记溶液参加锥形瓶中，记录各时间段收集到的氧气的体录各时间段收集到的氧气的体积。积。第十四页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验一实验一：以二氧化锰作催化剂，进行三次实以二氧化锰作催化剂，进行三次实验

14、，其中前验，其中前2 2组实验均使用粉末状二氧化组实验均使用粉末状二氧化锰，但由于锰，但由于250ml250ml锥形瓶底部较大，而添锥形瓶底部较大，而添加溶液仅为加溶液仅为5ml5ml，故反响时接触面积有差，故反响时接触面积有差异，第异，第3 3组实验使用颗粒状二氧化锰，比组实验使用颗粒状二氧化锰，比照前二次的粉末状的二氧化锰。照前二次的粉末状的二氧化锰。第十五页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验一实验一 数据：数据：催化剂催化剂(MnO20.1g)第第1组组第第2组组第第3组组前前15s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）7118前前30s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）92111前前45

15、s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）123518前前60s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）154926第十六页，编辑于星期五：九点 二十四分。第十七页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验一说明：实验一说明：第第1组：取组：取粉末状粉末状MnO2，滴入，滴入H2O2，但仅但仅少量少量与与H2O2接触。接触。第第2组：取粉末状组：取粉末状MnO2，参加，参加H2O2后振荡，充分接触。后振荡，充分接触。第第3组：取组：取颗粒状颗粒状MnO2，充分充分接触。接触。第十八页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验结论：实验结论：1、同一催化剂在同一催化剂在不同颗粒不同颗粒状态下状态下催化效率不同。催化效率

16、不同。2、同一催化剂在同一催化剂在不同接触面积不同接触面积条条件下催化效率不同。件下催化效率不同。第十九页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验二实验二：取用活性炭、氧化铜、氯化铁和取用活性炭、氧化铜、氯化铁和KIKI作催化剂，均取粉末状固体作催化剂，均取粉末状固体KIKI除外，除外，每次实验均取其质量每次实验均取其质量0.1g0.1g。第二十页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验二实验二 数据：数据：催化剂（催化剂（0.1g）活性炭活性炭CuO 或或Fe2O3FeCl3KI前前15s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）50117前前30s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）801611前前45s产

17、生氧气产生氧气的量（的量（ml）1102015前前60s产生氧气产生氧气的量（的量（ml）1502420第二十一页，编辑于星期五：九点 二十四分。第二十二页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验二说明：实验二说明：1、活性炭作催化剂：参加、活性炭作催化剂：参加H2O2后，充分振荡，后，充分振荡，有气泡产生，活性炭无变化。有气泡产生，活性炭无变化。2、CuO 或或Fe2O3作催化剂：参加作催化剂：参加H2O2后，充后，充分振荡无明显现象，分振荡无明显现象，CuO不变。不变。3、FeCl3作催化剂：作催化剂：FeCl3易潮，称量纸上有残留，易潮，称量纸上有残留，参加参加H2O2后，有气泡产生且溶液呈

18、棕褐色。后，有气泡产生且溶液呈棕褐色。4、KI作催化剂：取作催化剂：取KI晶体，参加晶体，参加H2O2后，振后，振荡，溶液显黄色，有气泡产生。荡，溶液显黄色，有气泡产生。第二十三页，编辑于星期五：九点 二十四分。用用FeCl3作催化剂：作催化剂：第二十四页，编辑于星期五：九点 二十四分。说明：用说明：用FeCl3作催化剂时，溶作催化剂时，溶液变成了棕褐色，液变成了棕褐色，原因是生成了络原因是生成了络离子：离子：FeHO22+。第二十五页，编辑于星期五：九点 二十四分。终止终止：Fe2+OHFe3+OH-Fe2+HO2Fe3+HO2引发：引发：Fe3+HO2-Fe2+HO2超氧酸超氧酸 传递：传

19、递：Fe2+H2O2Fe3+OH羟基羟基+OH-H2O2+OH羟基羟基HO2+H2O Fe3+HO2Fe2+H+O2-该反响的机理为：该反响的机理为：第二十六页，编辑于星期五：九点 二十四分。用用KI作催化剂：作催化剂：第二十七页，编辑于星期五：九点 二十四分。说明：用说明：用KI作催化剂作催化剂时，溶液显黄色，原时，溶液显黄色，原因是在反响时生成了因是在反响时生成了I2单质，或进而形成单质，或进而形成了了I3-而引起的。而引起的。反响原理是：反响原理是：H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O I2+H2 O2=2I-+2H+O2 第二十八页，编辑于星期五：九点 二十四分。实验二结论：实验二

20、结论：1、实验所选择的实验所选择的MnO2、活性炭、活性炭、CuO、FeCl3、KI均能催化双氧水分解，在同均能催化双氧水分解，在同一条件下，一条件下，MnO2的催化效率最好。的催化效率最好。2、影响双氧水分解的催化剂不止一种，影响双氧水分解的催化剂不止一种，可通过实验去探究。可通过实验去探究。3、不同催化剂对同一化学反响催化效、不同催化剂对同一化学反响催化效率不同。率不同。第二十九页，编辑于星期五：九点 二十四分。补充说明：补充说明：1、该实验均在同一地点、使用同一装置完、该实验均在同一地点、使用同一装置完成，实验所用均为成，实验所用均为6%的的H2O2和质量均为和质量均为0.1g的固体催化

21、剂，实验时室温为的固体催化剂，实验时室温为8对对H2O2分解有点偏低。分解有点偏低。2、按照教材所讲：、按照教材所讲：“还可用还可用CuO、Fe2O3等作等作H2O2分解的催化剂，但分解的催化剂，但假设在假设在6%的双氧水中，的双氧水中，CuO、Fe2O3的催化效果不明显，如按教材课题实施，的催化效果不明显，如按教材课题实施，不能收集到氧气。不能收集到氧气。第三十页，编辑于星期五：九点 二十四分。3、如改用、如改用15%的双氧水进行实验，能看到的双氧水进行实验，能看到CuO、Fe2O3、Fe3O4有明显的催化作用，有明显的催化作用，但收集量较少，实验还不是很成功。但收集量较少，实验还不是很成功

22、。4、如再改变实验条件，在微热条件下，明、如再改变实验条件，在微热条件下，明显观察到显观察到CuO、Fe2O3对对H2O2有较好的催化有较好的催化作用，故本实验在室温较低条件下不宜选用作用，故本实验在室温较低条件下不宜选用CuO、Fe2O3作催化剂来完成教材实验。作催化剂来完成教材实验。第三十一页，编辑于星期五：九点 二十四分。四、实验本卷须知四、实验本卷须知 2、实验装置中，分液漏斗应改用平安漏斗，以、实验装置中，分液漏斗应改用平安漏斗，以防在滴加双氧水，由于反响较快，导致瓶内压强防在滴加双氧水，由于反响较快，导致瓶内压强迅速增大而致使液体不能顺利滴下。迅速增大而致使液体不能顺利滴下。3、实验中仪器要求，由于教材中使用、实验中仪器要求，由于教材中使用H2O2仅为仅为5ml，催化剂也均称取，催化剂也均称取0.1g，故锥形瓶最好用容积较，故锥形瓶最好用容积较小的，如小的，如100ml锥形瓶，以免引起误差过大，也便于催锥形瓶，以免引起误差过大，也便于催化剂和化剂和H2O2充分接触。充分接触。1、为了便于比较，实验时应在同一地点、使用、为了便于比较，实验时应在同一地点、使用同一装置完成。同一装置完成。第三十二页，编辑于星期五：九点 二十四分。