实验8 观察活动：二氧化锰在过氧化氢分解中的作用
——对比实验
实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合后制取氧气，在该反应中，二氧化锰的作用是什么呢？
一、实验目的
分析二氧化锰在过氧化氢分解中的作用。
二、实验回顾
我们常使用什么方法来检验氧气？

三、实验设计
1. 实验原理
过氧化氢 $\xrightarrow{二氧化锰}$ 水 + 氧气
2. 实验用品
试管、量筒、木条、火柴、酒精灯、药匙、胶头滴管。
二氧化锰、过氧化氢溶液（浓度10%）。
3. 设计装置

四、实验实施
| 序号 | 实验图示 | 实验操作 | 实验现象 | 推断 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | | 用量筒量取4 mL的过氧化氢溶液加入试管中，将带火星的木条伸进试管内，观察现象。 | | |
续表
| 序号 | 实验图示 | 实验操作 | 实验现象 | 推断 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 2 | | 取少量二氧化锰装入另一试管中，将带火星的木条伸进试管内，观察现象。 | | |
| 3 | | 再取少量二氧化锰于第三支试管中，再量取4 mL过氧化氢溶液加入，将带火星的木条伸进试管内，观察现象。 | | |
| 4 | | 待实验3的试管内的液体不再放出气泡时，重新加入4 mL过氧化氢溶液，再将带火星的木条伸进试管内，观察现象。 | | |

二、实验回顾 检验氧气的方法：将带火星的木条伸入气体内部，若木条复燃，则说明该气体为氧气。
四、实验实施
1. 实验现象：液体中有少量气泡产生，带火星的木条不复燃；推断：过氧化氢可以缓慢分解出氧气。
2. 实验现象：无明显现象；推断：二氧化锰不能直接分解产生氧气。
3. 实验现象：液体中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断：过氧化氢在有二氧化锰存在的情况下可以快速分解出氧气。
4. 实验现象：液体中再次有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断：二氧化锰能够连续促使过氧化氢分解。

【分析】
本实验为对比实验，目的是探究二氧化锰在过氧化氢分解中的作用。首先需明确氧气的检验方法（实验回顾部分），再通过四组对比实验逐一验证：①纯过氧化氢分解的速率；②二氧化锰本身能否分解产生氧气；③加入二氧化锰后过氧化氢分解速率的变化；④反应后二氧化锰是否仍能继续促使过氧化氢分解。通过这四组实验的现象对比，即可得出二氧化锰的作用。
【解析】
1. 实验回顾：检验氧气的方法是将带火星的木条伸入待检验气体中，若木条复燃，则说明该气体为氧气。
2. 实验实施：
序号1：实验现象为液体中有少量气泡产生，带火星的木条不复燃；推断为过氧化氢可以缓慢分解出氧气。
序号2：实验现象为无明显现象；推断为二氧化锰不能直接分解产生氧气。
序号3：实验现象为液体中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断为过氧化氢在有二氧化锰存在的情况下可以快速分解出氧气。
序号4：实验现象为液体中再次有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断为二氧化锰能够连续促使过氧化氢分解。
【答案】
二、实验回顾 检验氧气的方法：将带火星的木条伸入气体内部，若木条复燃，则说明该气体为氧气。
四、实验实施
1. 实验现象：液体中有少量气泡产生，带火星的木条不复燃；推断：过氧化氢可以缓慢分解出氧气。
2. 实验现象：无明显现象；推断：二氧化锰不能直接分解产生氧气。
3. 实验现象：液体中有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断：过氧化氢在有二氧化锰存在的情况下可以快速分解出氧气。
4. 实验现象：液体中再次有大量气泡产生，带火星的木条复燃；推断：二氧化锰能够连续促使过氧化氢分解。
【知识点】
催化剂的作用、氧气的检验、过氧化氢分解反应
【点评】
本题通过对比实验探究二氧化锰的催化作用，是初中化学验证催化剂“一变两不变”特征的经典实验，实验设计逻辑清晰，通过控制变量对比，帮助学生直观理解催化剂的作用，是掌握氧气制取实验的核心内容之一。
【难度系数】
0.3