第二单元课题3制取氧气第二课时二氧化锰的催化作用-九年级化学人教版上册

课题3制取氧气第二课时

二氧化锰的催化作用

太原市第三十八中学韩雪霏情景导入中耳炎是一种常见的耳鼻喉科疾病，它多数情况是由于咽鼓管感染引起的。中耳炎常见的症状有听力下降、耳道流水流脓流血、耳痛、发热等。若中耳炎有脓性分泌物时可用双氧水（3%过氧化氢溶液）清洗。双氧水（3%过氧化氢溶液）清洗伤口时在过氧化氢酶的作用下产生大量的氧气和水，这就是我们看到的白沫！猜想：实验室能否利用过氧化氢（H2O2）制氧气？过氧化氢制氧气验证：过氧化氢会产生氧气吗？【演示】取1~2ml医用过氧化氢溶液于试管中，将带火星的木条伸入试管中，观察是否复燃。思考：带火星木条不复燃的原因？猜想一：没有氧气产生。猜想二：可能因为氧气产生太慢，氧气浓度低，所以不复燃。过氧化氢制氧气过氧化氢制氧气猜想一：没有氧气产生。猜想二：可能因为氧气产生太慢，氧气浓度低，所以不复燃。

只要加快过氧化氢制氧气的速率，就可以在实验室利用过氧化氢制氧气。√×过氧化氢制氧气如何加快过氧化氢产生氧气的速率？【演示】将少量二氧化锰（MnO2）加入盛有医用过氧化氢溶液的试管中，把带火星的木条伸入试管中，观察现象。二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用思考：二氧化锰是反应物吗？假设一：二氧化锰是反应物。假设二：二氧化锰不是反应物。二氧化锰质量减少二氧化锰质量不变二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用称量（m1）实验洗净干燥再称量（m2）二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用m1m2通过实验测得：二氧化锰不是反应物反应前黑色固体质量m1

反应后黑色固体质量m2二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用：假设一二氧化锰是反应物假设二二氧化锰不是反应物生成物是黑色固体，且质量与反应前二氧化锰质量相同反应后黑色固体还是二氧化锰如何证明反应后的黑色固体还是二氧化锰？

比较反应后黑色固体的化学性质与二氧化锰的化学性质是否相同。

二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用步骤现象结论（1）试管中加入1~2ml适量过氧化氢溶液，把带火星木条伸入试管。（2）向上述试管中加入1/4小药匙二氧化锰，把带火星木条伸入试管。（3）待上述试管中没有现象时，重新加入1~2ml过氧化氢溶液，并把带火星木条伸入试管。（4）待上述试管中没有现象时，再重复步骤(3)操作。试管中产生大量气泡，带火星木条复燃试管中产生大量气泡，带火星木条复燃试管中产生大量气泡，带火星木条复燃带火星木条不复燃常温下过氧化氢分解很慢1、黑色固体是二氧化锰。2、二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生变化二氧化锰的化学性质在反应前后是否改变归纳：二氧化锰在此化学反应中的特点？3.质量在反应前后没有发生改变1.能加快过氧化氢分解速率2.化学性质在反应前后没有发生改变二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用二氧化锰不是反应物，是一种催化剂。过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成氧气和水，写出文字表达式：过氧化氢二氧化锰水+氧气H2O2MnO2H2O

+O2二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用归纳：二氧化锰在此化学反应中的特点？3.质量在反应前后没有发生改变1.能加快过氧化氢分解速率2.化学性质在反应前后没有发生改变二氧化锰在过氧化氢制氧气中的作用二氧化锰不是反应物，是一种催化剂。这种在化学反应里能加快其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂：思考：催化剂只能加快反应速率吗？催化剂在轮胎中加入炭黑、氧化锌和二氧化钛等物质可以减缓橡胶老化。缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀速率的催化剂。维生素C是一种抗氧化剂，是一种能够减缓氧化反应速率的催化剂。在食用油中加入没食子酸丙酯可以抑制食用油变质。催化剂催化剂：

这种在化学反应里能其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。加快催化剂催化剂：

这种在化学反应里能其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。改变“一变”：加快或减慢其它物质的化学反应速率“三不变”：

催化剂本身的质量不变

化学性质不变

★生成物的质量不变（生成物质

量由反应物的质量来决定）。催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。催化剂是否有其他物质加快过氧化氢的反应速率？催化剂问题3：是否有其他物质加快过氧化氢的反应速率？设计实验验证是否有其他物质加快过氧化氢反应速率，你用到什么方法？实验现象结论过氧化氢溶液+氧化铜过氧化氢溶液+土豆催化剂有氧化铜的试管中产生的气泡，没有氧化铜的试管中无明显现象。有土豆的试管中产生的气泡，没有土豆的试管中无明显现象。氧化铜、土豆中的某些物质都可以加速过氧化氢的反应速率。结论：有的化学反应可以有多种催化剂，催化效果可能不同。结论：二氧化锰也不是所有反应的催化剂。催化剂

工业合成氨是在铁的催化作用下，用氮气和氢气在高温、高压条件下合成氨气。汽车尾气处理中催化剂促进有害气体的转化。催化单元催化剂涂层石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油。酿制工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶还是宝贵的药物。催化剂的应用2021年诺贝尔化学奖——在不对称有机催化方面的发展2010年诺贝尔化学奖——对有机合成中钯催化偶联反应的研究研究催化剂的科学家研究催化剂的科学家当堂检测1.“神州七号”太空舱利用铁酸镍将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气，而铁酸镍的质量和化学性质都不变，该过程中铁酸镍是（）2.实验室制取氧气时，可以选用氯酸钾在二氧化锰催化的作用下产生氧气的方法，实验时若忘记加二氧化锰，将导致的后果是（）A.无氧气产生

B.有氧气产生，但反应速率较慢C.有氧气产生，但生成氧气的质量减小D.有氧气产生，而且会生成更多的氧气CB当堂检测3学习完氧气的实验室制取,小迪同学又想因防止意外，自己家里购买了一台“便携式制氧机”,经过查阅说明书后，小迪总结了其工作原理(如图2所示),其中甲试剂为白色固体,可以用作制氧剂,乙为黑色固体,可用作催化剂。（1）甲试剂溶于水生成过氧化氢,则乙试剂可选择的药品是

，（2）用过氧化氢制氧气的文字表达式是

。二氧化锰过氧化氢二氧化锰水+氧气当堂检测4.医务人员用医用过氧化氢溶液为伤者处理伤口时，伤口上会看到大量的气泡．下列有关说法中，错误的是（）A．生成气体可能是过氧化氢分解产生的氧气 B．伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用 C．只有二氧化锰能使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气 D．该反应中二氧化锰作用是催化作用C当堂检测5．小组同学在完成“探究二氧化锰在过氧化氢分解中的作用”时，小组同学分别量取等体积等浓度的过氧化氢溶液于两试管中，甲试管中加入少量二氧化锰，乙试管不添加二氧化锰，同时反应，放出氧气的质量与反应时间的关系的图像正确的是（）A． B． C． D．A2．小明在实验中发现生锈的铁钉能使过氧化氢溶液迅速分解产生大量气泡，于是，他组织了兴趣小组对此展开探究：（提出问题）生锈的铁钉中的什么物质是该反应催化剂？（查阅资料）铁锈的主要成分是氧化铁。（猜想与假设）组内两位同学所作的猜想。猜想1：小芳同学：铁钉里面的铁是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。猜想2：小华同学：铁钉表面的

是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。实验操作实验现象实验结论实验I：取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中，加入除锈后的铁钉，并用一根带火星的木条置于试管口，观察现象。

猜想1不成立实验Ⅱ：把一定质量的氧化铁粉末加入到装10mL5%的过氧化氢溶液的试管中，并用一根带火星的木条置于试管口，观察现象。产生大量气泡，带火星的木条

反应的化学方程式

猜想2成立（讨论交流）同学们讨论后认为，“实验Ⅱ”还不能够确切的说明猜想2的准确性，理由是：

。问题2：分解过氧化氢制氧气中二氧化锰起什么作用？二氧化锰的质量在反应前后是否发生变化？实验4：实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥、再称量。现象结论质量无变化二氧化锰的质量在反应前后没有发生改变问题2：分解过氧化氢制氧气中二氧化锰起什么作用？总结：二氧化锰的质量在反应前后没有发生改变二氧化锰能加快过氧化氢分解速率二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生改变这种在化学反应里能加快其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂：问题2：分解过氧化氢制氧气中二氧化锰起什么作用？总结：二氧化锰的质量在反应前后没有发生改变二氧化锰能加快过氧化氢分解速率二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生改变催化剂：这种在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。问题2：分解过氧化氢制氧气中二氧化锰起什么作用？减慢化学反应的催化剂催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，它能够降低反应的活化能，从而使反应更容易发生。催化剂在化学工业中有着广泛的应用，可以提高反应速率、降低反应温度、提高选择性等。下面是一些常见的减慢化学反应的催化剂例子。1.抗氧化剂抗氧化剂是一种能够减缓氧化反应速率的催化剂。它们能够捕捉自由基，从而防止它们引起的氧化反应。常见的抗氧化剂包括维生素C、维生素E、硫代乙酰胺等。2.缓蚀剂缓蚀剂是一种能够减缓金属腐蚀速率的催化剂。它们能够形成一层保护膜，防止金属与环境中的氧、水等发生反应。常见的缓蚀剂包括磷酸盐、硝酸盐、有机酸等。3硫化剂硫化剂是一种能够减缓橡胶老化速率的催化剂。它们能够与橡胶中的双键发生反应，形成硫化物交联结构，从而提高橡胶的强度和耐磨性。常见的硫化剂包括硫、硫化氢、硫代硫酸酯等。4.防火剂1/3防火剂是一种能够减缓燃烧速率的催化剂。它们能够与燃料中的自由基发生反应，形成稳定的化合物，从而防止火焰的蔓延。常见的防火剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸铵等。5.氧化剂氧化剂是一种能够加速氧化反应速率的催化剂。它们能够提供氧原子或氧分子，从而促进氧化反应的进行。常见的氧化剂包括过氧化氢、高锰酸钾、氯酸等。6.还原剂还原剂是一种能够加速还原反应速率的催化剂。它们能够提供电子或氢原子，从而促进还原反应的进行。常见的还原剂包括亚硫酸盐、硫酸亚铁、氢气等。7.酶酶是一种能够加速生物化学反应速率的催化剂。它们能够降低反应的活化能，从而使反应更容易发生。常见的酶包括淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。8催化裂化剂催化裂化剂是一种能够加速石油裂化反应速率的催化剂。它们能够降低反应的活化能，从而使石油分子裂解成更小的分子。常见的催2/3化裂化剂包括沸石、铂、钼等。9.催化加氢剂催化加氢剂是一种能够加速加氢反应速率的催化剂。它们能够提供氢原子，从而将不饱和化合物加氢成饱和化合物。常见的催化加氢剂包括铂、钯、镍等。10.催化剂再生剂催化剂再生剂是一种能够再生失活催化剂的催化剂。它们能够去除催化剂表面的污染物或降解产物，从而恢复催化剂的活性。常见的催化剂再生剂包括氢气、氧气、氨水等。催化剂在化学反应中起着至关重要的作用，它们能够加速反应速率、降低反应温度、提高产率和选择性等。不同的催化剂适用于不同的反应类型，选择合适的催化剂能够提高反应效率和经济效益。问题1：实验室能否利用过氧化氢制氧气？现象结论情景导入渔民为了缓解鱼塘缺氧问题，向鱼塘中加入“底改增氧片”，其有效成分是过氧化氢，过氧化氢在水中会产生少量微小的氧气泡。潜水氧气瓶医用氧气袋在医疗和工业等方面需要的大量氧气，这些氧气是如何获取的呢？空气液态空气氩气氮气（沸点较低）（降温）氧气（沸点较高）（加压）蒸发1.空气分离法一、氧气的工业制法物理变化2.膜分离技术空气一定压力下有富集氧功能的薄膜富集氧气物理变化二、实验室制取氧气的药品和原理、分解反应1.药品颜色状态反应表达式加热高锰酸钾（KMnO4）暗紫色固体过氧化氢(H2O2)溶液、二氧化锰无色液体、黑色固体加热氯酸钾(KClO3)、二氧化锰(MnO2)白色固体、黑色固体加热高锰酸钾KMnO4锰酸钾+二氧化锰+氧气K2MnO4O2MnO2过氧化氢水+氧气二氧化锰

H2O2H2OO2氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰

KClO3KClO2加热

分解反应特点：一变多表达式：

A→B＋C……分解过氧化氢(H2O2)溶液过氧化氢水+氧气二氧化锰

H2O2H2OO2二氧化锰的作用是什么？探究实验：分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用实验1——探究二氧化锰能否改变过氧化氢的分解速率①在试管中加入5ml5％的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。②向上述试管中加入少量的二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。实验现象分析①②结论二氧化锰能改变过氧化氢的分解速率常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。带火星的木条不复燃加入二氧化锰后，带火星的木条复燃实验2——探究二氧化锰的化学性质在化学反应前后是否改变操作：待上述试管不再产生气泡时，重新加入过氧化氢溶液。现象：。分析结论：。

二氧化锰的化学性质在化学反应前后没有发生变化重新加入过氧化氢溶液，带火星的木条复燃。氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。实验3——探究二氧化锰的质量在化学反应前后是否改变操作：反应前称量二氧化锰的质量，反应后过滤、洗涤、干燥，称量二氧化锰的质量。现象：。结论：。

二氧化锰的质量在化学反应前后没有改变总的结论：二氧化锰能加快过氧化氢制氧气的速率，二氧化锰化学性质和质量没有改变催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。催化剂的特点：“一变”：能改变其他物质的反应速率“两不变”：自身的质量和化学性质不变图像催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用P39P40实验室制取氧气药品高锰酸钾（暗紫色）氯酸钾（白色）、二氧化锰（黑色）过氧化氢溶液（无色），二氧化锰（黑色）原理实验室制取氧气药品高锰酸钾氯酸钾、二氧化锰过氧化氢溶液，二氧化锰发生装置固固加热：注意

1.用高锰酸钾制氧气时，试管口为什么放棉花？

2.试管口为什么略向下倾斜？

3.铁夹夹在什么位置？

4.试管内导管能否过长？思考：氯酸钾制氧气时，若无二氧化锰，可用上述药品中的哪种药品代替？固液不加热长颈漏斗要伸到液面以下，防止气体从漏斗下端逸出反应物状态和反应条件实验室收集气体常用的方法排水法向上排空气法向下排空气法回顾氧气的性质，收集氧气时适合使用哪种集气法？不易溶于水密度比空气略大实验室制取氧气药品高锰酸钾氯酸钾、二氧化锰过氧化氢溶液，二氧化锰收集装置溶解性，密度，是否与空气反应1.排水法什么时候开始收集气体？2.集满？3.排水法优点？4.排水法收集不纯的原因？5.水槽中水变红的原因？1.排空气法如何验满？2.导管为什么要接近瓶底？放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片（比空气密度略大）。O2O2实验步骤：组：从下到上从左到右查：组装仪器，检查装置的气密性；装：将药品装入试管内，（使之平铺在试管的底部，管口塞一小团棉花，用带导