新制氧氣通入淀粉碘化鉀溶液異?，F(xiàn)象的探究

李嘉

摘要：在使用MnO2對(duì)H2O2的催化制氧的實(shí)驗(yàn)中，將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異常現(xiàn)象。對(duì)此作者設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)此異?，F(xiàn)象進(jìn)行了探究并做出了合理的科學(xué)解釋。

關(guān)鍵詞：雙氧水；臭氧；二氧化錳；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）02-0063-01 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.024

一、問(wèn)題的提出

在常溫下H2O2能在催化劑的作用下分解而制得氧氣，實(shí)驗(yàn)室通常都利用這一原理來(lái)制取氧氣。在一次探究不同催化劑對(duì)H2O2的催化效果的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象。對(duì)于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，不少學(xué)生認(rèn)為是試劑含有雜質(zhì)不純所致。對(duì)于異象的出現(xiàn)，筆者和學(xué)生一起進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

二、實(shí)驗(yàn)探究

1. 是否因?yàn)樵噭┑牟患冊(cè)斐闪藢?shí)驗(yàn)的異常的探究

分別用新購(gòu)的35%H2O2溶液配制20%H2O2 10mL，新的化學(xué)純的KI和淀粉配制淀粉碘化鉀溶液，適量的化學(xué)純的MnO22g作為催化劑，將新制的氧氣通入到新配的淀粉碘化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)再次出現(xiàn)了藍(lán)色。到底是什么物質(zhì)將碘離子氧化成了碘單質(zhì)，通過(guò)將新配的淀粉碘化鉀放置于空氣中數(shù)天并無(wú)變藍(lán)的現(xiàn)象出現(xiàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)比，有同學(xué)認(rèn)為利用H2O2溶液制得的氧氣含有的少量的強(qiáng)氧化性的臭氧造成了異常現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL35%H2O2加入MnO22g作為催化劑，所得氧氣通入到20mL蒸餾水中，靜置之后用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴溶液點(diǎn)滴于pH試紙中，發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，推測(cè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

O3+2H2O=2OH-+O2↑

因此引起淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象是新制氧氣中含有臭氧。

3. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中臭氧含量的探究

氧氣不能氧化碘離子到碘單質(zhì)，但是臭氧卻能定量完成這種氧化，化學(xué)方程式如下：

O3+2KI+H2O=I2+O2↑+2KOH

同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，使用濃度低于10%H2O2新制的氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)，因此筆者分別將10%、20%、30%的H2O2 10mL通過(guò)分液漏斗滴加到裝有2gMnO2的燒杯中，再將新制的氧氣通入到30mL的淀粉碘化鉀溶液中，反應(yīng)完成之后，再用0.01mol/L的硫代硫酸鈉進(jìn)行滴定至藍(lán)色褪色，記錄下消耗硫代硫酸鈉的體積，以此推算出氧氣中臭氧的含量。方程式為：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（實(shí)驗(yàn)裝置如下）

（10mL 30%的H2O2在2gMnO2催化下實(shí)際可收集的氣體體積為800mL）

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，H2O2的濃度越高，反應(yīng)時(shí)放出的熱量越多越容易生成臭氧，由于氧氣轉(zhuǎn)為臭氧是吸熱反應(yīng)，因此推測(cè)高濃度的H2O2在MnO2催化下釋放出大量的熱量使氧自由基和氧氣易于結(jié)合生成臭氧。

4. 在不同催化劑的催化H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL 35% H2O2加入FeCl3和新鮮豬肝作為催化劑，所得氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)使用FeCl3作為催化劑制的氧氣同樣可以使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，而使用新鮮的豬肝作為催化劑制的氧氣始終不能使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，不含有臭氧，造成這種差異可能是因?yàn)樯锩杆卮呋瘷C(jī)理不同于金屬鹽，金屬鹽的催化機(jī)理是在其表面的晶格上進(jìn)行氧化還原易于使氧自由基和氧氣結(jié)合生成臭氧，而生物酶能催化過(guò)氧化氫分解是因?yàn)楹羞^(guò)氧化氫酶。

三、結(jié)果與討論

通過(guò)這一系列的探究讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到H2O2催化制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液出現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)楹猩倭砍粞醯木壒?，并且認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)用生物酶來(lái)催化H2O2來(lái)得到純凈的氧氣。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和滴定操作應(yīng)用讓學(xué)生初步了解了探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和如何解決，也為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)開(kāi)辟了一條新的思路，展現(xiàn)了化學(xué)迷人的魅力。endprint

摘要：在使用MnO2對(duì)H2O2的催化制氧的實(shí)驗(yàn)中，將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象。對(duì)此作者設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)此異?，F(xiàn)象進(jìn)行了探究并做出了合理的科學(xué)解釋。

關(guān)鍵詞：雙氧水；臭氧；二氧化錳；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）02-0063-01 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.024

一、問(wèn)題的提出

在常溫下H2O2能在催化劑的作用下分解而制得氧氣，實(shí)驗(yàn)室通常都利用這一原理來(lái)制取氧氣。在一次探究不同催化劑對(duì)H2O2的催化效果的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象。對(duì)于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，不少學(xué)生認(rèn)為是試劑含有雜質(zhì)不純所致。對(duì)于異象的出現(xiàn)，筆者和學(xué)生一起進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

二、實(shí)驗(yàn)探究

1. 是否因?yàn)樵噭┑牟患冊(cè)斐闪藢?shí)驗(yàn)的異常的探究

分別用新購(gòu)的35%H2O2溶液配制20%H2O2 10mL，新的化學(xué)純的KI和淀粉配制淀粉碘化鉀溶液，適量的化學(xué)純的MnO22g作為催化劑，將新制的氧氣通入到新配的淀粉碘化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)再次出現(xiàn)了藍(lán)色。到底是什么物質(zhì)將碘離子氧化成了碘單質(zhì)，通過(guò)將新配的淀粉碘化鉀放置于空氣中數(shù)天并無(wú)變藍(lán)的現(xiàn)象出現(xiàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)比，有同學(xué)認(rèn)為利用H2O2溶液制得的氧氣含有的少量的強(qiáng)氧化性的臭氧造成了異?，F(xiàn)象的產(chǎn)生。

2. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL35%H2O2加入MnO22g作為催化劑，所得氧氣通入到20mL蒸餾水中，靜置之后用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴溶液點(diǎn)滴于pH試紙中，發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，推測(cè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

O3+2H2O=2OH-+O2↑

因此引起淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象是新制氧氣中含有臭氧。

3. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中臭氧含量的探究

氧氣不能氧化碘離子到碘單質(zhì)，但是臭氧卻能定量完成這種氧化，化學(xué)方程式如下：

O3+2KI+H2O=I2+O2↑+2KOH

同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，使用濃度低于10%H2O2新制的氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)，因此筆者分別將10%、20%、30%的H2O2 10mL通過(guò)分液漏斗滴加到裝有2gMnO2的燒杯中，再將新制的氧氣通入到30mL的淀粉碘化鉀溶液中，反應(yīng)完成之后，再用0.01mol/L的硫代硫酸鈉進(jìn)行滴定至藍(lán)色褪色，記錄下消耗硫代硫酸鈉的體積，以此推算出氧氣中臭氧的含量。方程式為：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（實(shí)驗(yàn)裝置如下）

（10mL 30%的H2O2在2gMnO2催化下實(shí)際可收集的氣體體積為800mL）

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，H2O2的濃度越高，反應(yīng)時(shí)放出的熱量越多越容易生成臭氧，由于氧氣轉(zhuǎn)為臭氧是吸熱反應(yīng)，因此推測(cè)高濃度的H2O2在MnO2催化下釋放出大量的熱量使氧自由基和氧氣易于結(jié)合生成臭氧。

4. 在不同催化劑的催化H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL 35% H2O2加入FeCl3和新鮮豬肝作為催化劑，所得氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)使用FeCl3作為催化劑制的氧氣同樣可以使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，而使用新鮮的豬肝作為催化劑制的氧氣始終不能使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，不含有臭氧，造成這種差異可能是因?yàn)樯锩杆卮呋瘷C(jī)理不同于金屬鹽，金屬鹽的催化機(jī)理是在其表面的晶格上進(jìn)行氧化還原易于使氧自由基和氧氣結(jié)合生成臭氧，而生物酶能催化過(guò)氧化氫分解是因?yàn)楹羞^(guò)氧化氫酶。

三、結(jié)果與討論

通過(guò)這一系列的探究讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到H2O2催化制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液出現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)楹猩倭砍粞醯木壒剩⑶艺J(rèn)識(shí)到可以通過(guò)用生物酶來(lái)催化H2O2來(lái)得到純凈的氧氣。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和滴定操作應(yīng)用讓學(xué)生初步了解了探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和如何解決，也為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)開(kāi)辟了一條新的思路，展現(xiàn)了化學(xué)迷人的魅力。endprint

摘要：在使用MnO2對(duì)H2O2的催化制氧的實(shí)驗(yàn)中，將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象。對(duì)此作者設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)此異常現(xiàn)象進(jìn)行了探究并做出了合理的科學(xué)解釋。

關(guān)鍵詞：雙氧水；臭氧；二氧化錳；實(shí)驗(yàn)探究

文章編號(hào)：1008-0546（2014）02-0063-01 中圖分類(lèi)號(hào)：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.024

一、問(wèn)題的提出

在常溫下H2O2能在催化劑的作用下分解而制得氧氣，實(shí)驗(yàn)室通常都利用這一原理來(lái)制取氧氣。在一次探究不同催化劑對(duì)H2O2的催化效果的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生將制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象。對(duì)于這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，不少學(xué)生認(rèn)為是試劑含有雜質(zhì)不純所致。對(duì)于異象的出現(xiàn)，筆者和學(xué)生一起進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

二、實(shí)驗(yàn)探究

1. 是否因?yàn)樵噭┑牟患冊(cè)斐闪藢?shí)驗(yàn)的異常的探究

分別用新購(gòu)的35%H2O2溶液配制20%H2O2 10mL，新的化學(xué)純的KI和淀粉配制淀粉碘化鉀溶液，適量的化學(xué)純的MnO22g作為催化劑，將新制的氧氣通入到新配的淀粉碘化鉀溶液，發(fā)現(xiàn)再次出現(xiàn)了藍(lán)色。到底是什么物質(zhì)將碘離子氧化成了碘單質(zhì)，通過(guò)將新配的淀粉碘化鉀放置于空氣中數(shù)天并無(wú)變藍(lán)的現(xiàn)象出現(xiàn)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)比，有同學(xué)認(rèn)為利用H2O2溶液制得的氧氣含有的少量的強(qiáng)氧化性的臭氧造成了異常現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL35%H2O2加入MnO22g作為催化劑，所得氧氣通入到20mL蒸餾水中，靜置之后用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴溶液點(diǎn)滴于pH試紙中，發(fā)現(xiàn)溶液呈堿性，推測(cè)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

O3+2H2O=2OH-+O2↑

因此引起淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)的異?，F(xiàn)象是新制氧氣中含有臭氧。

3. 對(duì)用H2O2新制的氧氣中臭氧含量的探究

氧氣不能氧化碘離子到碘單質(zhì)，但是臭氧卻能定量完成這種氧化，化學(xué)方程式如下：

O3+2KI+H2O=I2+O2↑+2KOH

同時(shí)筆者發(fā)現(xiàn)，使用濃度低于10%H2O2新制的氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，無(wú)藍(lán)色出現(xiàn)，因此筆者分別將10%、20%、30%的H2O2 10mL通過(guò)分液漏斗滴加到裝有2gMnO2的燒杯中，再將新制的氧氣通入到30mL的淀粉碘化鉀溶液中，反應(yīng)完成之后，再用0.01mol/L的硫代硫酸鈉進(jìn)行滴定至藍(lán)色褪色，記錄下消耗硫代硫酸鈉的體積，以此推算出氧氣中臭氧的含量。方程式為：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（實(shí)驗(yàn)裝置如下）

（10mL 30%的H2O2在2gMnO2催化下實(shí)際可收集的氣體體積為800mL）

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，H2O2的濃度越高，反應(yīng)時(shí)放出的熱量越多越容易生成臭氧，由于氧氣轉(zhuǎn)為臭氧是吸熱反應(yīng)，因此推測(cè)高濃度的H2O2在MnO2催化下釋放出大量的熱量使氧自由基和氧氣易于結(jié)合生成臭氧。

4. 在不同催化劑的催化H2O2新制的氧氣中是否含有臭氧的探究

取10mL 35% H2O2加入FeCl3和新鮮豬肝作為催化劑，所得氧氣通入到淀粉碘化鉀溶液中，觀察現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)使用FeCl3作為催化劑制的氧氣同樣可以使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，而使用新鮮的豬肝作為催化劑制的氧氣始終不能使淀粉碘化鉀溶液變藍(lán)，不含有臭氧，造成這種差異可能是因?yàn)樯锩杆卮呋瘷C(jī)理不同于金屬鹽，金屬鹽的催化機(jī)理是在其表面的晶格上進(jìn)行氧化還原易于使氧自由基和氧氣結(jié)合生成臭氧，而生物酶能催化過(guò)氧化氫分解是因?yàn)楹羞^(guò)氧化氫酶。

三、結(jié)果與討論

通過(guò)這一系列的探究讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到H2O2催化制得的氧氣通入到了淀粉碘化鉀溶液出現(xiàn)藍(lán)色是因?yàn)楹猩倭砍粞醯木壒?，并且認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)用生物酶來(lái)催化H2O2來(lái)得到純凈的氧氣。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)和滴定操作應(yīng)用讓學(xué)生初步了解了探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和如何解決，也為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)開(kāi)辟了一條新的思路，展現(xiàn)了化學(xué)迷人的魅力。endprint