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过氧化氢分解精选(九篇)

第1篇:过氧化氢分解范文

关键词:DIS;催化剂;过氧化氢;反应速率规律

文章编号:1008-0546(2013)07-0088-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.07.035

一、探究意图

苏教版教材《实验化学》专题4的课题2中设计了催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响实验,这是采用传统中学化学实验手段对此实验进行的定量研究。通常判断过氧化氢分解速率的大小,可以通过观察比较过氧化氢溶液中析出气泡的快慢程度,或测定单位时间内过氧化氢分解放出氧气的体积。但催化剂对过氧化氢分解反应过程究竟是如何影响的?该分解反应是什么规律?反应速率曲线又是怎样的数学关系?这些都是传统中学化学实验手段难以回答的。基于对这些问题的思考,我进行了本文的探究。

二、探究思路

为了准确、实时、快速和自动采集过氧化氢分解放出氧气的气压变化曲线,本实验选用了先进的DIS实验系统来完成。DIS(Digital Information System)即数字化信息系统,是将现代实验技术和以计算机为核心的信息技术融为一体的新型实验系统,由“传感器+数据采集器+实验软件包+计算机”构成。DIS实验系统最根本的特点是将实验过程或现象转化为可检测的物理信号,进而利用物理信号反映或研究实验本质,这也是科学研究中非常重要的“转化”思想。传统的实验手段存在着误差大、数据采集慢(无法在很快的时间内采集很多组数据)、有的物理量无法直接测量、读数不方便等问题,更为重要的是数据处理手工完成,效率低,误差大。计算机和传感器的介入可以更快更准确地获得可连续的监测和采集实验数据,对于化学反应中许多“瞬时”的过程,我们也能将实验数据记录下来仔细分析了,测出来的数据以表格、图像、仪表等多种方式实时显示、分析、处理,更客观、真实地展现实验过程,更容易、更深刻地揭示客观世界隐藏的各种规律。因此利用DIS实验系统可以探究问题的广度和深度都大大拓展,这对提高学生的探究能力很有益处。不仅能使学生加深理解和巩固学科知识,更重要的意义在于可以培养学生形成科学的思维方式,掌握科学的研究方法。

选用MnO2作催化剂,通过DIS实验系统的压强传感器对过氧化氢分解放出氧气的气压进行实时测量,利用气压变化快慢与氧气放出速率大小成正相的关系,绘制在无催化剂和有催化剂两种情况下的“p-t”曲线,外显出催化剂对过氧化氢分解反应的影响过程,揭示出该分解反应速率曲线的数学规律和反应的变化规律。

三、探究用品

朗威■DISLab6.0数据采集器、计算机、压强传感器、具支试管、橡胶管、单孔橡胶塞、20mL注射器、铁架台(带铁夹)、纸槽、天平、称量纸、药匙、6%H2O2溶液、MnO2(粉末)

压强传感器:用于测量气体压强,其读数为绝对压强值。使用时应保证被测气体与压强传感器前端的软管连接紧密。量程为0kPa~300kPa,分度0.1kPa。请注意勿将该传感器直接用于测量液体压强,不能超量程使用。

四、探究方案

1.组装实验装置,用数据线连接计算机、数据采集器、压强传感器,如图1所示。

2.打开DISLab V6.0实验软件系统,点击“通用软件”,系统自动识别所接入的传感器,并显示当前压强值。观察压强示数是否稳定,如果示数有所下降,则说明装置漏气。

3.先用6%H2O2溶液作空白实验,监测体系中氧气生成速率。用注射器抽取3mL6%H2O2溶液并插入单孔橡胶塞,在具支试管上塞紧橡胶塞。

4.打开实验软件系统的“组合图线”功能,点击“采集控制”中“停止”按钮。点击“图线选择”中“添加”按钮,设定x轴、y轴分别为“时间”、“p”,点击“确定”,即添加“p-t”曲线。

5.点击“开始”,迅速注入3mL6%H2O2溶液并抵按住注射器活塞。观察60s内实验过程中气压随时间的变化曲线,后点击“停止”。

6.点击界面下方“选择区域”图标,分别选择图线上反应开始时的起点和终点。根据实验所获得的曲线形状,对曲线的分布规律作出初步的判断。点击“图线分析”的“拟合”按钮,选择相应的拟合工具加以验证,即得到基于该工具的拟合曲线及其图线方程。观察拟合曲线与“p-t”曲线的吻合程度,可为推断该“p-t”曲线符合何种数学规律提供有力的佐证。

7.加入0.2gMnO2于洗净的具支试管中,用注射器抽取3mL6%H2O2溶液并插入单孔橡胶塞,在具支试管上塞紧橡胶塞。重复以上4-6步操作,得到“p-t”曲线,找出此曲线的数学规律。

五、数据分析与讨论

1.室温下不加催化剂:如图2是做空白实验时绘制的“p-t”曲线,点击“开始”时压强为101.1kPa,迅速注入3mL6%H2O2溶液后体系的压强迅速升到110.2kPa,此后60s内压强变化不明显,说明H2O2溶液在不加催化剂的情况下分解很慢。根据此“p-t”曲线的分布规律选择“线形拟合”工具,得到如图3所示的拟合图线,图线方程为y=0.0075x+108.9855,拟合曲线与“p-t”曲线完全吻合,可推断此“p-t”曲线符合线性关系。斜率为0.0075而不是0,说明体系的压强还是在缓慢增加的,从试管壁上附着一些小气泡也验证了这一点,这可能由于试管壁的粗糙表面或有杂质促使H2O2溶液在缓慢分解,也说明该DIS实验系统的压强传感器的灵敏度非常高。

2.室温下加催化剂:如图4是加入0.2g MnO2(粉末)时绘制的“p-t”曲线,点击“开始”时压强为101.1kPa,迅速注入3mL6%H2O2溶液后体系的压强迅速升到110.1kPa,此后压强开始快速增加,反应约40s后压强增加缓慢,60s时压强上升到209.1 kpa。这说明H2O2溶液在催化剂的存在下迅速分解,当反应进行到40s后反应速率逐渐减缓。同时可观察到试管内H2O2溶液产生大量气泡,触摸试管壁有热量放出。根据此“p-t”曲线的分布规律选择“对数拟合”工具,得到如图5所示的拟合图线,图线方程为y=25.8809lnx+107.1113,拟合图线与“p-t”曲线基本吻合,可推断此“p-t”曲线基本符合对数函数规律,从而外显出催化剂对过氧化氢分解反应的影响过程,揭示出该分解反应的变化规律。

六、实验优点

1. 创新性

采用先进的DIS实验技术来进行该探究实验,这充分体现了新课程背景下的实验面向现代化的特点,对于帮助学生了解现代实验技术能够起到积极的作用。创新性的体现不仅仅在于采用了先进的DIS实验系统,而是设计了全新的探究思路、探究装置和探究方案,在信息技术与传统实验的整合方面有所创新。

2. 过程性

利用DIS实验软件包的相关数学工具进行数据分析,充分利用各种科学探究中的统计方法,让我们能透过反应现象看清反应本质,能动态显示出实验过程的细节,使我们从原来关注实验现象转变成关注实验过程与原理,使我们得出的结论更加科学,使我们对问题的解释更加客观、真实、有效。

3. 探究性

既可以观察到实验现象,又可以清晰地看到过氧化氢迅速分解反应速率曲线的绘制过程,还可以用手触感到过氧化氢迅速分解所产生的热量。从而体验科学研究的过程,强化科学探究意识,利于培养学生创新精神和实践能力,充分体现新的化学课程理念。

4. 灵活性

除MnO2外,还可用CuO、Fe2O3等作H2O2分解的催化剂。该实验方案和实验装置基本不变,只需将MnO2换成其他的催化剂,即可探究不同催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响,使得探究的问题范围和深度都大大拓展。

5. 实用性

该实验装置简单、材料易得、操作简便、效果明显,易于推广。传统实验中测定单位时间内过氧化氢分解放出氧气的体积时,极短的时间内很容易造成体积误读,而DIS实验系统测量的数据显示来得直接和准确,能很好地适应演示实验的要求。

6. 安全性

压强传感器的使用要求是在密闭系统中测定,但密闭系统中产生压强过大容易引起爆炸等危险,所以实验装置设计中采用的注射器既是加入反应物的容器,又是整个体系的减压装置。一旦体系的压强过大,超过压强传感器量程,即可松开注射器活塞,达到减压目的,确保实验安全。

七、注意事项

1. 双氧水有强腐蚀性,强氧化性,与皮肤接触会有强烈的烧灼感,使局部皮肤和毛发发白,产生刺痛、瘙痒。在使用过程中应注意避免与眼睛、皮肤接触,以防灼伤。

2. 装置使用前要检查气密性,以防实验过程中漏气,导致数据不准确。

3. 实验要采用同一个实验装置,以保证实验的公平和可比性。

4. MnO2的用量以及颗粒直径大小均会影响H2O2分解的速率。

5.选用6%的H2O2溶液是因为DIS压强传感器很敏感,如果浓度大虽然反应剧烈,一方面数据波动也会较大,不利于精确测定;另一方面在密闭系统测定时,压强过大容易引起爆炸等危险。

6. 清洗具支试管或向其中加入药品时,应注意不要将水或药品流入具支试管的支口,以免沾污压强传感器软管。

第2篇:过氧化氢分解范文

关键词:氢氧化锂 性质 用途 制备

氢氧化锂主要是应用在化工原料、电池行业、化学药品等行业,当然也应用在航天、原子能等方面。锂是自然界中最轻的金属,它有很强的化学活性,在元素周期表的第一主族里,而且是第一个金属元素,它是目前应用最广的金属,是各个行业争相利用的能源金属。随着我国经济的快速发展,锂产品也在不断的被应用,我们研究氢氧化锂的生产制备,了解它的特性,让我们更加的认识氢氧化锂。

一、氢氧化锂的性质

物质的形式一般都有两种,它们是物理性质和化学性质,我们首先来认识氢氧化锂的物理性质再了解氢氧化锂的化学性质。

1.氢氧化锂的物理性质

锂是碱性金属,氢氧化锂是一种苛性碱,它的化学式为LiOH,它的颜色为白色,它的形状为晶体粉末或者是小颗粒,属于四方晶体,它的密度为1.46g/cm3,熔沸点分别为471℃,925℃。在达到沸点的时候开始进行分解,完全分解时温度已经达到1626℃。它的溶解性为在乙醇中属于微溶,在甲醇中可溶,但是在醚中不溶。由于氢氧化锂在溶解的时候会放出很多的热量,而且溶液的密度也会变大,所以在288K的饱和水溶液中密度就可以达到5.3mol/L。属于强碱,它的一水化合物为单斜晶体,在水中的溶解度为22.3g/100g水(10℃),密度是1.51g/cm3[1]。

2.氢氧化锂的化学性质

氢氧化锂它有碱的通性可以有一下的反应。

2.1碱性反应

因为氢氧化锂显碱性所以可以让酚酞变红,紫色石蕊试液变蓝,在强浓度下可以让酚酞发生变性,由红色变为无色,这和浓的氢氧化钠很相似。

2.2与酸可以发生中和反应生成盐和水

H2SO4+2LiOH=Li2SO4+2H2O

2.3可以和酸性氧化物发生反应生成盐和水

在空气中可以和二氧化碳进行反应,这个反应可以应用在航天中对二氧化碳进行吸收。

2LiOH+CO2=Li2CO3+H2O

4.氢氧化锂可以和金属盐反应生成弱碱和盐

FeBr3+3LiOH=Fe(OH)3+3LiBr

因为氢氧化锂具有很强的腐蚀性和刺激性,所以要进行密封及干燥保存。

二、氢氧化锂的用途

氢氧化锂可以用作剂、展开剂,还可以用作蓄电池的添加剂,用来增加电池的容电量和使用寿命,可以作为二氧化碳的吸收剂,净化潜艇内的空气。

反应式为:2LiOH(固体)+CO2(气体)=Li2CO3(固体)+H2O(液体)

三、氢氧化锂的制备

氢氧化锂的制备有很多种方法,在本文中我们讨论以碳酸锂为原料进行的氢氧化锂的制备方法。

碳酸锂是一种无机化合物它的化学式为Li2CO3,是一种单斜晶体或者白色的粉末,它的密度是2.11g/cm3,它可以在稀酸中溶解,在水中呈现微溶的状态,在冷水中的溶解度比在热水中的溶解度大,它也常被用来作为锂电池的原料[3]。

碳酸锂的制备也是有很多中的方法的,其中的氢氧化锂、碳铵沉淀法,是将氢氧化锂在热水中溶解,然后把碳铵加入进去,进行反应,反映的结果如下:

2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+NH3+2H2O

这种方法的反应速率很快,得到的产品纯度可以根据使用的原料的纯度进行分析,对于在重结晶后的氢氧化锂和碳酸氢铵的纯度可以在99.9%以上。

还有一种方法是氢氧化锂、二氧化碳沉淀法,将二氧化碳进过过滤后通入到氢氧化锂溶液中,也可以得到99.9%左右的产品。反应如下:

2LiOH+CO2 Li2CO3+NH3+2H2O

这种方法是使用最广泛的一种制备方法,也是最直接的制备方法[3]。

以上两种制备碳酸锂的方法中都用到了氢氧化锂,而氢氧化锂的制备也是可以用碳酸锂进行制备的,所以看成是碳酸锂和氢氧化锂之间的相互制备关系。氢氧化锂的制备方法也是有很多种的,例如以矿石为原料进行氢氧化锂的制备、以卤水为原料进行氢氧化锂的制备、电解硫酸锂溶液以及碳酸锂苛化法等。现在在工业基本上都是采用的碳酸锂加氢氧化钙方法进行氢氧化锂的制备,这个反应为:

Li2CO3+Ca(OH)22LiOH+CaCO3

由这个反应可以得到3.5%浓度的溶液,如果发生浓度比这个数值高,则说明氢氧化锂的存在,但是碳酸锂的溶解度下降,包含在碳酸钙残渣中被过滤掉,降低了利用率也造成了损失。由于这两种反应物的浓度都不是很高,所以反应需要进行强力的搅拌,就算是进行了几个小时的强力搅拌,氢氧化锂的收率也没有超过95%的,将残渣碳酸钙过滤掉,将第一次生成的溶液进行减压浓缩,析出一水盐,在130~140摄氏度温度下进行干燥后再进行减压加热,这样就产生了无水盐[4]。

四、注意事项

1.存放注意事项

氢氧化锂具有较强的腐蚀性,能够把人的眼睛灼伤,还可以将人的呼吸道、消化道和皮肤进行腐蚀,在严重的时候可以造成死亡,虽然氢氧化锂不会燃烧但是它具有的强腐蚀性足以将人灼伤,当皮肤接触到氢氧化锂的时候要立即将产生污染的衣服脱掉,用大量的清水进行冲洗,然后到医院进行就医治疗;当人的眼睛接触到氢氧化锂的时候,使用大量流动的清水或者是生理盐水进行冲洗,然后到医院进行就医治疗。

当盛放氢氧化锂的容器或者地方发生泄漏的时候,要对泄露区域进行隔离处理,进行应急处理的人员要带上防尘口罩,穿上防腐蚀防毒的衣服,不要与泄漏物发生直接的接触。

2.操作处置和储存注意事项

在对氢氧化锂进行操作的时候,操作的人员要进行过专业的培训,严格的按照操作要求进行操作,带上全面罩,穿上耐酸碱腐蚀的衣服,手上也要带上耐腐蚀手套,避免与危险物品发生接触。并准备一些应急处理的措施。

在对氢氧化锂进行储存的时候,要放在干燥清洁的仓库或者是房间内,杜绝火源、热源,不能有阳光的照射,包装要密闭,与可以和氢氧化锂发生反应的物品进行分开存放,在储存的地方要有一定的设备对泄漏物进行接收。

五、小结

氢氧化锂的应用很广泛,在我们的生活中已经开始离不开了,但是要注意氢氧化锂的特性,在进行生产和试用的过程中要保护好自己不要受到氢氧化锂的腐蚀,如果直接的接触到了氢氧化锂要赶快的进行处理,把危害减小到最小,对于氢氧化锂产品我们应用的时候也要注意它的使用说明,在保护自己的同时也对氢氧化锂产品进行保护。锂是工业上的味精是航空工业的合金,锂的应用还会不断地扩大。

参考文献

[1]霍立明,张江峰,董华波.我国氢氧化锂生产及市场概况[J]. 中国有色金属. 2009(17):22-23.

[2]雪晶,胡山鹰.我国锂工业现状及前景分析[J]. 化工进展. 2011(04):12-14.

第3篇:过氧化氢分解范文

过氧化氢具有过氧键,-O-O-中O不是最低氧化态,故不稳定,容易断开;常温下波长为320~380nm的光照射,或是加热,使用催化剂都可以加速过氧化氢的分解。

过氧化氢在对其有催化作用的反应中会生成氧气:

(1)与重金属氧化物反应,生成的物质立刻分解放出氧气。

例如:H2O2+MnO2=H2MnO4;H2MnO4+H2O2=MnO2+O2+2H2O。

(2)过氧化氢在碱性条件下容易分解为氧气和水,氢氧根使溶液显碱性,利于过氧化氢的分解。

(3)过氧化氢酶的催化:用土豆丝来催化分解H2O2溶液,说明生物体内不断产生的过氧化氢酶,可促使H2O2迅速分解,这种酶广泛存在于动植物组织中。

第4篇:过氧化氢分解范文

关键词:双氧水 工业生产 节能减排

双氧水,化学名称为过氧化氢,是除水外的另一种氢的氧化物。粘性比水稍微高,化学性质不稳定,一般以30%或60%的水溶液形式存放。过氧化氢有很强的氧化性,且具弱酸性。过氧化氢可溶于乙醇、乙醚,不溶于苯。对有机物有很强的氧化作用,一般作为氧化剂使用。作为现代“最清洁”的化学品,双氧水(过氧化氢)在各行各业都起到巨大的作用,可作为漂剂、氧化剂和环氧化剂、消毒剂、杀菌剂等等,尤其是近年来在环保工业方面毒废水处理、气体洗涤与消毒灭菌等展现出了巨大的应用潜力。目前的双氧水生产主要就是蒽醌法自动氧化法,极少数单位使用电解法。蒽醌法自动氧化法主要工艺就是通过一系列的氢化、氧化、萃取、净化、后处理以及其他一些辅助工序组合而成。因此,研究双氧水生产过程当中的节能减排技术具有很大的现实意义。

一、增设换热器

在氢化工序过程中会产生大量的热,整个放热反应过程都要在50℃到80℃的温度范围当中进行。反应活化能需要50℃到65℃的预热温,而实际后处理工序可能达不到这样的温度,因此要在工作液进入氢化塔之前增设预热器。之后出来的氢化液温度由于放热反应会达到60℃到80℃,但是氧化反应的温度只需要控制在50℃左右就可以了,因此,氢化液体在进入氧化塔之前还需要经过一个冷却器冷却才行。在这个工艺流程当中,既有预热时候消耗掉的蒸汽,同时也有冷却循环时消耗掉的冷却水。故对该工艺进行优化,即增设一种工作液和氢化液换热器,增设该换热器以后,利用氢化液本身的高温度,既能预热进入氢化塔的工作液,同时氢化液本身也能被冷却。利用该优化方案,既能减少预热蒸汽用量,又能减少冷却水用量,同时还能减少双氧水的蒸汽消耗,改造优化以后经济效益显著。

二、省略氧化液泵

整个工作液循环需要通过氢化液泵、氧化液泵和工作液泵共同完成。其中氧化液泵主要用于将经过氧化塔以后的氧化液送到萃取塔底部,这个过程需要产生大量的电耗。由于在生产过程当中,气液分离器中氧化液的低点压力要远远比萃取塔底的压力要高,且由于管程相对较短,这其中的流体阻力就可以忽略不计了。因此,可以推算出,即使由氧化液自有能量直接进入萃取塔底部而完全不用氧化液泵也能达到理想效果。对于一些规模不大的装置即可省略掉氧化液泵和氧化液储槽,物料直接经过气动阀进入萃取塔。将该方案投入实际当中运行还算平稳,节能效果显著。而对于规模稍大的装置,如果采用这个流程,则还存在诸多问题,其中最主要的就是要解决萃取塔因氧化液中夹带的少量气体而造成的影响。

三、提高空气利用率

这个方案主要针对的是氧化塔。制取双氧水时,氧气和工作液要在氧化塔当中进行氢蒽醌反应。氧化塔自上而下分为 2 节串联运行。生产过程中氢化液从氧化塔上塔底部进入,再从第一节塔顶部出来,进入第二节节塔底部继续进行反应。这个过程当中压缩空气是通过并联的形式分别从上下两节塔的底部进入的,在氧化塔当中再与工作液进行氧化反应。反应过后的空气被合并到一起,回收芳烃之后再将其放空。纵观该工艺流程,有八成以上的氧化反应都在上塔完成的,真正进入下塔的氢化液质量浓度则相对较低。但是这其中还要保证下塔的反应速度,这就需要跟上塔大致差不多(相差约10%左右)的空气给量。这就不难看出,其实下塔的空气利用率并不高,这直接造成了空压机的无用功电耗。因此,可以改变氧化塔空气流程,将之前的并联进入方式改为串联形式,由氧化塔下塔进入后将出来的尾气进入到氧化塔上塔当中。通过这样的改变,可以直接提高空气的利用率。达到节能的同时,尾气当中的重芳烃排放也相应减少,也降低了原材料的消耗又减少了污染,减排效果也能体现出来。

四、提高氢气利用率

双氧水节能减排工作当中一个重要的环节就是提高氢气的利用率,氢气的成本约占到总成本的两成到四成左右,而国内氢气的来源一般都是由电解而来,而这点恰恰造成了氢气的来源流量可能会发生不稳定的现象,尤其是部分地区采取的峰谷电价措施,而电解制氢气的厂商通常会为了节省成本采取错峰用电措施,氢气的供应量就因为这样的调整而造成时段性性供应不足的现象,很不稳定。因此就需要设计一款氢气存储罐,当氢气供应量富余的时候,总控打开气动阀,向氢气存储罐内充进氢气。当氢气存储罐内部压力和氢压机产生的压力相同时,充气即达到平衡状态。当遇到氢气不足的情况下时,总控可关闭之前打开的气动阀,并开启另外的气动阀,使氢气能够继续补充到氢气柜当中去。当氢气存储罐内部压力与氢气柜的压力相等时,充气又达到一个平衡状态。整个充氢的过程既安全又可靠,同时又方便操作, 可以达到节能减排效果。

五、妥善处置氧化残液

由于氧化过程当中空气要夹带一部分水分,其次双氧水本事要电解产生水分,再加上工作液当中的水分等,都会多多少少地在2节氧化塔底部形成水相,这样的水相就是氧化残液。氧化残液通过萃取可以获得一些高浓度的双氧水。这些氧化残液由于很多方面存在质量不过关,大多厂家都会将其作为废弃物进行排放或者进行低价处理。当这些残液集中存放时会很不安全,本身就很不稳定,极易发生事故,甚至会引发爆炸。氧化残液若是直接进行排放的话当中的好多有机物杂质以及磷酸等物资会对环境造成很大污染。这些残液每年的数量相当可观,企业也不希望直接排放或者低价出售。尤其是工作液,既是污染物又比较贵,所以污水池经过隔油分离出的工作液都要尽量回收利用。

六、节能回收氧化尾气

由于氧化尾气当中含有芳烃,既为了环保要求,又考虑到经济效益问题,就对这些芳烃进行回收。回收通常采取的是低温冷凝法,由冷冻机组提供冷冻水,这当中就要消耗掉很多电能。而近年来被广泛使用的膨胀制冷机利用氧化尾气本身的压力再通过熵膨胀,尾气因内能减少而致使温度降低,形成了冷量并通过换热器将尾气冷却,当温度降到芳烃露点以下,可以将多数芳烃都能冷凝下来。这种方案几乎不消耗任何能量,节能减排效果不言而喻。

七、结语

双氧水的节能减排工作是一项需要长期创新的工作,虽然近几年来国内在双氧水生产的节能减排方面获得一些突破,但和世界先进水平仍存在很大的差距,产品竞争力始终提不上来。当前国内双氧水生产企业应当对生产工艺不断进行优化创新,设计出更有效、更环保、更节能的制备装置,依此将我国的双氧水节能减排工作提升到一个更高的水平。

参考文献

[1] 李旻. 双氧水绿色合成工艺的进展研究[J]. 当代化工. 2013(06).

第5篇:过氧化氢分解范文

关键词:有机化工合成;应用;过氧化氢;技术

在我国化工产业快速发展的形势之下,人们意识到化学污染的治理难度及其不可逆的后果,为此,在环保绿色的社会可持续发展理念之下,绿色化学的概念应运而生,人们在制造和应用化学产品的过程中,要避免使用有毒或危险性的试剂和溶剂,过氧化氢就成为了绿色化学中的极为重要的绿色化工产品,它运用新型的反应器,并基于过程集成与强化的视角,将氢氧直接合成过氧化氢的工艺与其他生产工艺相集成,从而实现了过氧化氢在有机化工合成应用中的安全性和环保性。

1过氧化氢应用概念分析

过氧化氢的化学式为H2O2,它在溶液的状态下被称为双氧水。过氧化氢具有自身独特的特性,它既具有氧化功能,同时还具有还原性能,可以当作催化剂在化工合成中加以应用。它在酸性介质中的氧化性能强于在碱性介质中的氧化性能;而恰恰相反,过氧化氢在碱性介质中的还原性能强于在酸性介质中的还原性能。过氧化氢的分子结构如下图所示:过氧化氢的氧化反应或还原反应,都会生成没有污染、没有毒性的水和氧气,可以说,是一种极为理想的绿色化学反应试剂。它在自然界中的植物和动物之中有少量的存在,如:放屁甲虫。过氧化氢最早是采用硝酸酸化过氧化钡制备而成,随着时代的进步和发展,过氧化氢的全球产量已经超过了220万吨,并且其制备方法也改为蒽醌自氧化法(AO)制备。还有采用酸处理的碳载体Au—Pd纳米催化剂催化O2和H2,即可以直接合成过氧化氢,这种新型方式极为经济,也较好地避免了蒽醌自氧化法的污染大、能耗高的劣势。随着过氧化氢的绿色化特性的不断实现,普遍性地应用于社会各个领域,如:纺织、造纸、电子、卫生、军工等。在过氧化氢中的催化活性组分,主要表现为:(1)Pd基催化剂。它在氢气和氧化的直接合成过氧化氢的技术运用中,极为普遍。相较而言,单金属Pd催化剂则无法获得这种高选择性和高产率的过氧化氢。这种Pd基催化剂掺杂有第二金属活性组分,如:Pt、Ce、La、Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Zn、Cd、Cu等,这些不同的第二金属组份可以极大地提升Pd催化剂的活性,但是对催化剂活性的影响却不尽相同。(2)Au基催化剂。Au催化剂对于氢氧直接合成过氧化氢的过程,具有一定的活性影响。如:SiO2—Al2O3、Al2O3、ZnO、MgO等载体,都可以产生对过氧化氢的催化活性影响。在氢氧直接合成过氧化氢的反应中,还有诸多新型的反应器的参与,这些新型的反应器,极大地提高了合成反应的安全性和生产能力。它们主要包括有:(1)膜催化反应器。在这种新型的膜催化反应器之中,主要是由膜分离技术和催化反应技术合成,在这个新型的反应器之中,可以使反应物选择性地穿透膜,进入到反应区内,实现对某一反应物或产物的浓度调节。这种致密无机膜还可以将氢气和氧气活化为原子态或离子态,提高反应的选择性,并在无机膜的隔离作用之下,使易燃易爆的反应物从膜的两侧进料,从而极大地提高了反应的安全性。(2)介质阻挡放电型反应器。这种新型的介质阻挡放电,是指在放电区域内插入绝缘介质的气体放电,并使绝缘介质覆盖于电极之上,当放电电极间施加有足够高的电压时,电极间的气体就会被击穿,而生成介质阻挡电压。(3)微通道反应器。这种新型的反应器具有良好的传热性能,由于其微通道的宽度和深度较小,反应物可以在流动中快速、充分地融合;合成反应中的反应物的用量也较少,对于昂贵、有毒的反应物的用量大量减少,对环境的污染也随之减少,提供了环境友好合成研究的技术平台;在连续流动的方式下实现反应过程,可以精准地控制反应物的反应时间。尤其适应用于异常激烈的合成反应,可以较好地规避爆炸的风险。

2过氧化氢人名反应简述

2.1过氧化氢的Fenton反应这种反应是在过氧化氢和亚铁盐的条件下,将α—羟基酸氧化为α—酮酸、1,2—乙二醇氧化为羟基醛。其化学反应式如下所示:2.2过氧化氢的Ruff—Fenton降解反应这种反应可以应用于糖类的减链或脱羧,将过氧化氢、铁盐与醛糖酸进行反应,可以得到减少了一个羧基的醛糖。其化学反应式如下所示:2.3过氧化氢的Baeyer—Villiger氧化反应这种反应可酮或环酮转化成酯或内酯,这种合成反应要在过酸下实现。其化学反应式如下所示:2.4过氧化氢的Harries臭氧化反应这种反应将烯烃双键断开,并在还原条件下获得醇或羰基化合物;在氧化条件下获得羧酸和酮。其化学反应式如下所示:2.5过氧化氢的Dakin氧化反应这种反应是在碱性过氧化氢的存在前提下,将芳甲基醛或酮氧化转变成酚。它的化学反应式如下所示:2.6过氧化氢的Algar—Flynn—Oyamada反应这种反应可以在碱性过氧经氢的氧化反应条件下,将2—羟基查尔酮转变为2—芳基—3—羟基四氢苯并吡喃—4—酮。其化学反应式如下所示:2.7过氧化氢的Milas烯烃羟基化反应这种反应是指烯烃在紫外光的照射下、钒或铬氧化物的催化条件下,被过氧化氢氧化,转变为顺式邻二醇。其化学反应式如下所示:2.8过氧化氢的Baudisch反应这种反应是在过氧化氢和铜盐的存在条件前提下,将苯转化得到邻位亚硝基苯酚。其化学反应式如下所示:2.9过氧化氢的Brown硼氢化反应这种反应属于烯的硼氢化—氧化反应,通常应用于醇的化工合成。其化学反应式如下:由上可知,过氧化氢的有机合成人名反应,应用极其广泛,具有极为重要的研究价值和意义。

3过氧化氢在有机化工合成中的实践应用分析

过氧化氢在有机合成的中的实践应用,自二十世纪九十年代开始,就有一些绿色介质如:临界流体、氟相、离子液体等参与其中。过氧化氢在有机合成中的应用有多种如:氧化反应、羟基化反应、氧卤化反应等,并从反应起始物和目标分子而言,可以应用于如下有机物的合成过程:(1)过氧化氢在醇的氧化应用在醇系列的化工合成过程中,过氧化氢是必不可少的化学试剂,由于醇系列如:仲醇、脂肪族伯等产物,极易与过氧化氢试剂产生氧化反应,因而应用极为广泛而重要。醇在过氧化氢的合成作用之下,便会生成羟基化合物,形成良好的循环状态。然而,醇的氧化与其他化合物不同,在钨、锰、硒的化合物之中,醇系列产物起到了“催化剂”的作用。甲醇是常用的醇系列产物,它在光照的条件下,可以生成乙二醇。由此可见,醇系列的氧化反应有其常见性和特殊性,需要在化工生产中加以严格而有效的控制,使其产品与市场的安全标准相契合。(2)过氧化氢在烯烃的氧化应用过氧化氢在烯烃中的氧化应用也是极为常见的类型。在不同的反应条件前提下,过氧化氢可以实现对烯烃的氧化,生成类型不同的混合物,在反应过程中使用催化剂,则可以对氧化反应条件实施有效的控制,使烯烃在过氧化氢的反应作用下,转变为环氧化物。然而,对于分子量较大的烯烃来说,其氧化反应又有所不同,烯烃要与钨酸盐、磷酸盐、转移催化剂按照1:2:1的比例,加以混合反应。在这个反应过程中,转移催化剂主要是采用常见的甲级三辛基氯化铵的环氧化催化剂。在这个氧化反应中,由于长链不饱和脂肪酸酯的环氧化物是塑料的增塑剂,因而显现出氧化反应的重要性。在氧化反应之中,由于钨酸的作用,过氧化氢对链烯的氧化,可以开环生成邻二醇,随后在催化的反应作用条件下,过氧化氢又将烯烃轻基化,使之成为顺式邻二醇,在这个反应中,过氧化氢对链烯具有立体的选择性,当生成顺式邻二醇之后,如果条件充足,邻二醇还可以被进一步氧化,生成酮和醛式酸,实现对植物生长的合理调节,并可以广泛应用于对芳香醛的制备生产过程之中。如:茴香脑制茴香醛。(3)过氧化氢在芳香烃中的氧化应用在金属离子存在的前提下,过氧化氢可以与芳香化合物在氧化环境内,产生极为剧烈的反应,其反应后生成的产物错综复杂,具有较强的特殊性,这些反应后生成的产物主要有氧化偶联、羟基化、支链氧化等混合物。在化工企业的冬麦制备芳香烃产品的过程之中,如果需要在制备条件具备的条件下,获得最好的产品,就需要使过氧化氢与芳香烃产物充分结合,具体的方法是先利用钴盐、铁实现催化作用,在过氧化氢参与的条件下,与20%~30%的苯酚产生化学反应;随后,当化学反应终止之后,即会生成70%~80%的邻苯二酚。这种化学反应极为迅速,也可以获得较多的合成产物。另外,在乙酸存在的条件前提下,过氧化氢可以与芳香烃反应,使芳香烃物质的侧链与过氧化氢产生氧化反应,生成酮、醛的化学反应,具有极为重要的工业价值和现实意义。(4)过氧化氢在羟基化合物中的氧化应用醛是相较于醇而言的更易被过氧化氢氧化的化合物,它可以在缺少催化剂的环境下,与过氧化氢发生反应作用而被氧化,并生成羟酸。但是,醛与醇不同的一点在于,芳香醛物质是极为特殊的物质,它在碱性环境下可以与过氧化氢产生“达金反应”,在这个环境作用下所生成的甲酸酯会在水的溶解下,得到比原料少一个碳的酚。它在酸性环境下,可以与过氧化氢产生反应,对环酮进行反应处理,生成二聚环烷和三聚环烷的过氧化物,在对其进行加热和分解之后,又可以生成大环烷烃和内酯,这是制备大环化合物的重要方法,但是产率较低。另外,在酸催化的条件前提下,羟酸可以与过氧化氢产生反应,生成过氧酸,并且在反应过程中一旦产生酸,则会迅速与反应物发生反应。这种过氧酸具有比过氧化氢更为优良的氧化作用。(5)过氧化氢在含磷、氮、硫化合物中的氧化应用在碱性存在的条件前提下,含磷、氮、硫的化合物与会过氧化氢产生化学反应,得到产率较高的硫醚,硫醚还可以被氧化为亚砜或砜,在氧化反应中生成的二硫代氨基甲酸盐与过氧化氢发生反应,便会生成四烷基秋兰姆化二硫。硫醇、胺在与过氧化氢的氧化反应之下,可以发生偶联反应,这种氧化反应通常用于制备炎黄酰胺。

4结束语

第6篇:过氧化氢分解范文

(1课时)

一.知识教学点

1.水的物理性质。

2.水是由氢元素和氧元素组成的,水的化学式是H2O。

二.重、难、疑点及解决办法

1.重点:确定水的元素组成,引出氢气。

2.难点:水的化学式的确定。

3.疑点:水的化学式为什么是H2O。

4.解决办法:由产生的氢气的体积与氧气的体积比,氢气与氧气的密度计算出两种元素的质量比,再由两种元素的相对原子质量计算出水中氢、氧两种元素的原子个数比。

三.教学步骤

(一)明确目标:

1.了解水的物理性质。

2.了解水是由氢元索和氧元素组成的,水的化学式是H2O。

(二)整体感知

本节内容为培养学生的观察能力的教材。通过电解水实验的事实,得出水是由氢元素和氧元素组成的。并且通过实验和推导要给学生一个启示,物质的化学式是实验事实再通过严格的计算得出的,不是凭空捏造的,从而深刻理解课文含义,使学生的各种能力得到发展。

本节的另一个主要任务是引出氢气,为下一节内容打基础。所以本节的关键是做好实验,一定要保证实验成功,否则必须重做。以使学生对实验事实有正确的表象。使他们可以进行正确的分析,得到正确结论。

讲解本节内容时应充分调动学生的积极性和主观能动性,使学生充分发挥主体作用。

(三)教学过程

[复习引入]:前面我们学习了水在自然界的分布,它与人类的密切关系,水污染的形成,危害以及防治办法。知道了水是人类宝贵的自然资源,我们要保护水、爱惜水,节约用水。那么,同学们想一想,水是纯净物还是混合物?水的物理性质是什么?它是由哪些元素组成的?这节课我们就一起来解决这几个问题。

[强调]:水是一种纯净物,而江水、河水以及我们日常所用的自来水都或多或少带有杂质,是混合物。通常我们化学中所说的水或蒸馏水都是指纯净的水。在前面我们学化学式时,我们就已经知道水的化学式是H2O。水是我们天天接触到的东西,但它究竟是怎样的一种物质呢?下面我们就一起来学习。首先我们来学习水的物理性质。

[板书]:一.水的物理性质

[教师活动]:展示一瓶蒸馏水。

[学生活动]:观察后描述一下水的颜色、状态,利用所学过的知识概括一下水的物理性质。

[总结板书]:水是一种无色无味的液体,在101KPa时,水的凝固点为0℃,沸点为100℃。并且,水在4℃时密度最大为lg/cm3,水结冰时密度减小,体积膨胀。

[讲解]:那么水是单质还是化合物?下面我们就通过实验来研究一下水的元素组成。

[板书]:二.水的组成

[实验]:演示实验3—1:电解水实验,注意提示学生观察正负极产生气体的体积。

[总结板书]:(一)电解水实验

现象:1.正负极都产生无色气体。

2.正负极产生的气体体积比为1:2。

[讲解]:那么正负极产生的气体是什么呢?我们来验证一下。

[实验]:演示实验3—2:用燃着的木棒点燃负极产生的气体;

用带火星的木棒检验正极产生的气体。

[总结板书]:(二)验证实验

现象:1.负极产生的气体可以在空气中燃烧发出蓝包火焰;

2.正极产生的气体可以使带火星的火柴樟复燃。

结论:

1.正极产生氧气;

水是由氢元素和氧元素组成。

2.负极产生氢气。

通电

方程式:水——氢气+氧气

[讲述]:通过刚才我们电解水实验我们已经知道了水是由氢元素和氧元素组成,但到此为止我们还不能确定水的化学式。在科学研究中确定某物质的化学式都是需要通过精密的实验和准确的计算的。下面我们就通过计算来确定水的化学式。

[板书]:已知:水电解后产生的氢气和氧气的体积比为2:1。

氢气的密度为O.089g/L;氧气的密度为1.429g/L。

氢的相对原子质量为l;氧的相对原子质量为16。

计算:水分子中氢原子和氧原子的个数比。

解:生成氢气和氧气的质量比:

(2×0.089):(1×1.429)=1:8

则水分子中氢原子与氧原子的个数比:

1

:

8

=1:2

1

16

总结:水分子中氢和氧的原子个数比为2:1,水的化学式为H2O。

[讲解]:水在通电条件下.一个水分子首先分解成两个氢原子和一个氧原子,两个氢原于再结合成一个氢分子;同样两个氧原子结合成一个氧分子。大量的氢气分子聚集成氢气,大量的氧气分子聚集成氧气。

[副板书]:

水分子氧原子氢原子氧分子氢分子

[讲述]:所以水电解的反应用化学式表示为:

[板书]:通电

H2O——H2+O2

[讲解]:这个反应也证明了这样一个理论:分子可以分成原子,而原子不能再分,原子是化学变化中的最小微粒。

[练习]:第49页第l题。

(四)总结、扩展

本节我们主要研究了水的物理性质,水的组成以及水的化学式的确定。通过学习同学们不仅要了解这些知识,更重要的是要从学习中体会到要想掌握一门科学知识,必须有一丝不苟的严谨的学习态度,更要有实事求是勇于探索的精神。

第7篇:过氧化氢分解范文

学生经过一个多学期的学习,已具备一定的实验操作能力和实验探究能力,因而在处理本节课重点和难点碱的化学性质时,采用实验探究教学方法能激发学生学习兴趣,同时培养学生团结合作精神。

【教学分析】

(1)教材分析:本课题内容介绍碱的性质、用途,在前面的学习中,学生已经认识了氢氧化钙、氢氧化铜、氨水等物质,但没有构建出碱作为一类物质的认识。本单元开始,将化合物进一步划分为酸、碱、盐,建立更加完善的物质分类系统。在内容的选取上,注意联系学生的实际,选取学生日常生活或平时实验中常见物质,通过实验来说明,充分体现了从生活走向化学,由化学走向社会的课程新理念,同时注意通过活动与探究、讨论、调查与研究等方式培养学生的创新精神和实践能力、训练学生进行科学探究的方法。

(2)学情分析:学生已具备一定的实验操作能力和实验探究能力,采用实验探究教学方法能激发学生学习兴趣。前面已系统学习了氧气、二氧化碳、金属、酸等物质的性质,学生初步了解了学习新物质性质的学习思路和方法。

【教学目标】

知识与技能

1.认识几种常见碱,知道碱都具有相似的化学性质。

2.会用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性。

过程与方法

1.通过同学间的合作进行活动探究―寻找指示剂,学会如何利用和开发身边的物质进行科学探究。

2.通过几种常见的碱化学性质探究比较,能简单的归纳出几种碱各自相似的化学性质。

情感态度与价值观

1.树立科学的物质观,学会用辩证的观点看待事物,能透过表面现象挖掘事物具有共性的本质原因。

2.知道化学作为自然科学的一部分,它本身就起源于人类生产活动,树立学好化学,更要用好化学的意识。

【教学重点】

1科学素养的培养和提高。

2.碱的化学性质。

【教学难点】

不同的碱也具有相似的化学性质。

【教学方法】

实验探究、多媒体教学

【教学过程】

展示:稀盐酸,稀硫酸,氢氧化钠,氢氧化钙各一瓶。

提问:这四瓶物质中哪些属于酸,哪些属于碱?

过渡:氢氧化钠和氢氧化钙都是我们生产生活中常见的碱,这节课我们就来研究它们的性质,并以它们为例通过实验来探究碱的化学性质?

指导:指导学生阅读教材P55页有关内容

[活动与探究一]以小组为单位做以下几个实验,完成表格:

1.取两只表面皿,用镊子夹取一小块氢氧化钠放在其中一只表面皿上,用药匙取少量氢氧化钙放在另一只表面皿上,观察氢氧化钠和氢氧化钙的颜色、状态以及一段时间后又有什么现象发生。

2.取两支试管,分别加入少量氢氧化钠和氢氧化钙,再加入等量的水,振荡,使它们充分溶解,静置后观察现象。

3.取一只蒸发皿,加入适量的水,用镊子夹取一块生石灰小心的放如蒸发皿,观察现象。(表格发到每个小组)

〈组织交流〉

将部分小组填写的表格通过实物投影仪展示台在全班交流。

展示、播放:展示被浓氢氧化钠溶液腐蚀的鸡爪,播放建筑工人用石灰浆粉刷墙壁的画面。

总结:

氢氧化钠为白色固体,化学式为NaOH,易溶于水,有很强的腐蚀性,所以又叫火碱、烧碱、苛性钠,使用时要特别小心;氢氧化钠还易吸收空气中的水分而潮解,因此,可作某些气体的干燥剂。那么,氢氧化钠应该怎样保存呢?

氢氧化钙又叫熟石灰或消石灰,化学式为Ca(OH)2,是白色粉末,建筑工地从石灰窑买来的石灰是生石灰(CaO),加水就得到熟石灰,CaO + H2O = Ca(OH)2,反应放出的热量足以使鸡蛋煮熟;氢氧化钙也有腐蚀性。

过渡:接下来我们以氢氧化钠和氢氧化钙为例,通过实验来探究碱有哪些化学性质?并以小组为单位完成探究报告

讲解:通过大家的动手实验、观察分析、总结交流,我们发现:和酸一样,碱也具有相似的化学性质。

1.碱能与指示剂发生反应,碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色。

2.碱还能和二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫等非金属氧化物反应。

讲解:从二氧化碳的检验化学方程式入手,总结出碱与非金属氧化物反应化学方程式写法规律。

提问:通过两节课的实验探究,我们发现不同的酸具有相似的化学性质,不同的碱也具有相似的化学性质,这时什么原因呢?

[活动与探究二]

请大家按照教材P57页图10-9的改进装置,根据[实验10-7]的内容进行实验,记录实验现象并分析原因。

说明:改用学生电源和1.5V小灯泡,采用并联电路,石墨电极和烧杯一定要清洗干净。否则,残留在烧杯和电极上的杂质溶解在酒精或蒸馏水中,一旦电离出自由移动的离子,也会使灯泡发光。

通过实验学生很容易找到能导电的液体和不能导电的液体,但原因却不是很清楚。

引导:观看教材P57页图10-10。

演示:盐酸、氢氧化钠等在水中解离过程的动画课件。

讲解:从图10-11我们可以看出,盐酸、硫酸等酸溶液都能解离出氢离子(H+),而氢氧化钠、氢氧化钙等碱溶液都能解离出氢氧根离子(OH―),正是由于这种结构上的相似,所以不同的酸具有一些相似的化学性质,不同的碱也具有一些相似的化学性质。

【小结】

要求学生以“这节课的收获及困惑”为题,展开讨论,派代表上台演讲。

【板书设计】

课题1 常见的酸和碱

一、氢氧化钠和氢氧化钙的物理性质

(1)俗名

(2)物理性质:

二、氢氧化钙的制备

三、探究氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质

四、用途:

第8篇:过氧化氢分解范文

【关键词】氢氧化钠变质;证明反应发生;确定样品成分;除去杂质

氢氧化钠的变质其实就是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水的过程。但是由于反应没有明显现象,因而有关于它的实验探究,设计实验方案确定成分,除杂等的题目在中考中屡见不鲜。今天笔者就从证明反应发生、确定样品成分、除去杂质三个方面来探究氢氧化钠的变质。

一、证明反应发生

氢氧化钠和二氧化碳反应没有明显现象,所以无法从外观之间观察出反应是否发生。故而一般借助于反应装置气压变化或通过检验产物(碳酸钠)的存在等方法进行证明。

1.通过反应装置气压变化证明反应发生

氢氧化钠与二氧化碳反应消耗了二氧化碳气体而又没有生成其他气体,因而反应装置内气压一定变小,故而可以借助气压变化证明是否变质。以下图为例:

实验步骤:向收集满二氧化碳的软饮料瓶内,迅速倒入浓氢氧化钠溶液,立刻旋紧盖子,手持瓶颈处振荡。

实验现象:瓶子明显变瘪。

实验结论:二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。

但该实验并不够严谨。因为氢氧化钠溶液中有水,而二氧化碳会溶解在水中,也会导致瓶子变瘪,因此该实验可改进为下图形式:

当然,从理论角度来讲,在常温常压下,一体积水溶解一体积二氧化碳,故而从倒入的氢氧化钠溶液的体积和瓶子变瘪体积的对比中,就可以看出瓶子变瘪最主要原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了化学反应。

除了上面这种装置,类似装置还有以下这些:

3.通过检验产物(碳酸钠)的存在证明是否反应

检验碳酸钠的存在,其实就是检验碳酸根离子的存在,若想要有明显的实验现象,一般有以下几套方案:

2.向样品中滴加足量稀盐酸

实验现象:有气泡生成

实验结论:二氧化碳和氢氧化钠溶液确实发生了化学反应。实验注意:样品中可能含有氢氧化钠,盐酸会优先和氢氧化钠反应,没有明显现象,故而盐酸必须足量,才能够看到盐酸与碳酸钠反应,有气泡冒出。

由此可见确定样品成分的关键是能够检验出氢氧化钠的存在。由于碳酸钠的很多性质与氢氧化钠相似,所以,必须检验并除去碳酸钠,才能够继续实验检验出氢氧化钠。正确的方案如下:

实验步骤:1.取少量悠贩旁谑怨苤校加水溶解;2.向溶液中滴加足量的氯化钙溶液,振荡,静置;3.向上述溶液中滴入几滴酚酞试液,观察实验现象。实验现象与结论:若有沉淀生成,且滴入酚酞后溶液变为红色,则为部分变质,成分为氢氧化钠和碳酸钠;若有沉淀生成,且滴入酚酞后溶液不变色,则为完全变质,成分为碳酸钠;若没有沉淀生成,溶液变为红色,则为没有变质,成分为氢氧化钠。

在该实验方案中,氯化钙可以换为任一可溶性的钙盐或钡盐,但必须过量,以除尽碳酸钠,防止干扰下面氢氧化钠的检验。而滴入酚酞试液的目的是检验氢氧化钠的存在,故而可以换为任一能与氢氧化钠反应有明显现象的物质,例如:硫酸铜溶液,会与氢氧化钠反应生成蓝色沉淀。

《化学课程标准》告诉我们“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天,化学实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。实践证明只有充分挖掘实验内涵,才能提高学生实验课的质量,同时又培养学生分析和解决问题的能力。

【参考文献】

第9篇:过氧化氢分解范文

关键词:双氧水 性质 用途

我是过氧化氢,分子式是H2O2,比水分子多一个氧原子,所以俗名叫双氧水。通常用的双氧水为含过氧化氢3%或30%的过氧化氢水溶液。生活离不开我,我是常用的消毒剂,在外观上与水没有什么区别,但本质上差别可大了,从以下几方面说明。

一、物理性质

物理性质纯的过氧化氢是近乎无色的黏稠液体,这一点在中学范围内只有浓硫酸的物理性质是黏稠状的油状液体。由于氢键的存在,过氧化氢与水相似,在固态和液态都发生缔合作用,而且缔合程度比水大。过氧化氢的沸点为150℃,比水的沸点大,凝固点为-89℃,比水的凝固点低。过氧化氢与水可以任意比相混溶。

二、结构

H2O2从表面上看与C2H2的直线结构类似,实际上差别特别大。从杂化的角度讲,C2H2中的碳原子采用的是SP杂化,C2H2是直线型分子, H2O2分子中的氧原子采用SP3杂化,每个氧原子为四面体,H2O2分子不可能是直线型分子。光谱研究和理论计算说明这个H2O2分子是立体的,两个氢原子和氧原子不在同一平面上。过氧化氢的结构就好比把一本书折成94°角,过氧基(―O―O―)在书的棱上,另外两个氢原子分别在两个平面上,氧氢键与过氧基的夹角为97°。

三、过氧化氢的化学性质

1.热不稳定性。由于过氧基的键能较小,因此过氧化氢分子不稳定,易分解,化学方程式为:2H2O2=2H2O+O2。在中学通常用二氧化锰做催化剂使其分解产生氧气。常温下为防止分解,我们通常将过氧化氢溶液保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处。

2.氧化性和还原性。过氧化氢中氧元素的化合价为-1,处于中间价态,得电子和失电子的两种可能性都存在。因此,H2O2既有氧化性又有还原性。一般来说,在酸性或碱性条件下,H2O2的氧化性比还原性要强的多,因此,它主要用作氧化剂。H2O2作为氧化剂的主要优点是它被还原产物只是水,不会给反应体系引入杂质。

3.弱酸性。H2O2具有极弱的酸性:H2O2?葑HO2-+H+。第二步电离更弱,一般不考虑。

H2O2可与碱反应,例如:H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O。

四、制备方法

实验室可用过氧化钡与稀硫酸反应制取,BaO2+H2SO4=BaSO4+H2O2。

工业上常以低温(273K)电解硫酸(50%)或硫酸氢铵溶液的方法制取过氧化氢。

五、探究性质

1.科学家对过氧化氢的性质经过很长时间的艰辛探索,发现过氧化氢具有漂白和消毒的作用。过氧化氢的漂白和消毒性质是因为过氧化氢能和许多酸式盐结合形成过氧化氢合物,如,Na2CO3・xH2O2。但也有一部分科学家认为Na2CO3・xH2O2其实应该是Na2CO4・H2O・(x-1)H2O2(Na2CO4叫做过氧碳酸钠)。现在请你设计一个实验证明过氧化氢合物分子式的化学构成,并完成后面两个问题:①你的结论。②简述实验方案。

2.将H2O2溶液滴入含有酚酞NaOH的溶液中,红色消失。甲同学认为这是由于H2O2是二元弱酸(H2O2?葑H++HO-2),消耗了OH-,而使红色褪去。乙同学认为H2O2具有强氧化性,将酚酞氧化,红色消失。请你试设计一个实验论证甲、乙两位同学的解释中谁正确。

3.工业上采用“醇析法”将过氧化氢转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO3・3H2O2),该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。“醇析法”的生产工艺过程如下:在0℃~5℃下,往饱和的Na2CO3溶液中,先加入H2O2和稳定剂(MgCl2和Na2SiO3),经充分反应后,再加入异丙醇,过滤分离,即得到过碳酸钠晶体。

(1)依据你已有的知识,写出H2O2的结构式 ____________。

(2)你认为H2O2被称为绿色氧化剂的主要原因是:

(3)我们知道,稀硫酸不与铜反应,但在稀硫酸中加入H2O2后,则可使铜顺利溶解,写出该反应的离子方程式:

(4)稳定剂能与水反应生成难溶物,将过碳酸钠粒子包裹住,该反应的化学方程式为:

(5)下列物质能使过碳酸钠较快失效的是(多选)____________。

A.MnO2 B.H2S C.稀H2SO4 D.NaHCO3

(6)加入异丙醇的作用是:

(7)剂厂先获得7%~8%的过氧化氢溶液,再浓缩成30%的溶液,浓缩时可采用的适宜方法是:

(8)油画所用颜料中含有某种白色的铅化合物(PbCO3),置于空气中,天长日久会生成黑色的PbS,从而使油画的色彩变暗。若用H2O2来小心清洗,可将PbS转变为白色的PbSO4而使油画“复原”,上述“清洗”反应的化学方程式为:

4.H2O2是一种常用的消毒剂,在医药上使用较为广泛。现有一瓶H2O2溶液,按以下步骤测定其含量:

(1)KMnO4标准溶液的配制。

(2)H2O2含量的测定。

??用滴定管量取25.00ml H2O2溶液,放入锥形瓶中,加5ml3mol・L-1H2SO4。

??用KMnO4标准溶液滴定至终点并重复滴定2~3次。

(3)数据记录与处理,请回答下列问题:

①用KMnO4固体配制标准KMnO4溶液时, 需要的玻璃仪器是_______________(填仪器名称)

②KMnO4溶液应装入 _________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察__________(填字母)

A.滴定管内液面的变化

B.锥形瓶内溶液颜色的变化

滴定达到终点时,溶液由__________色变成__________色。

③在酸性条件下用KMnO4标准溶液滴定H2O2的反应的离子方程式 _________

④若装入KMnO4标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入KMnO4标准溶液进行滴定,则测得样品中H2O2的含量__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)

参考文献:

[1]梁慧姝,郑长龙.化学实验论[M].南宁:广西教育出版社,1996.

[2]北京师范大学.无机化学上册・第4版[M].北京:高等教育出版社,2003.

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