过氧化氢催化剂的研究
摘要：过氧化氢是目前实验室制取氧气安全、廉价的试剂。由于过氧键的特殊性质，有各种各样的催化剂可供选择。本文就过氧化氢催化剂的选择进行探究。关键词：过氧化氢氧气催化剂
氧气在化学实验中十分重要，初中课本中制备氧气的途径之一是过氧化氢催化分解。随
着工艺的改进，过氧化氢的成本不断降低，是一种很有前途的制备氧气的途径。过氧化氢具
有过氧键，OO中O不是最低氧化态，故不稳定，容易断开。常温下波长为320～380
m
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。光照速度太慢，加热浪费能
源，而分解速率不稳定，所以寻找一种合适的催化剂便更加重要。过氧化氢的催化原理主要
有以下几种：
1氧化重金属氧化物或金属盐，生成的物质立刻分解放出氧气。
例：H2O2M
O2H2M
O4
H2M
O4H2O2M
O2O2↑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。
由于可溶性碱普遍有较强腐蚀性，难溶性碱不稳定且成本较高，故一般不采用此做法。
难溶性碱
氢氧化铜氢氧化铁氢氧化镁
价格（元500g）
667
463
100
3过氧化氢酶的催化。
由于过氧化氢酶不易回收，成本较高，受活性影响严重，所以一般不采用此种做法。
进一步探究第1种情况下的催化剂，我选取了中学实验室常见的几种物质进行探究：金属氧化物：M
O2、Fe2O3、CuO金属盐（溶液）：CuSO4、FeCl3
下面是这些物质的物理性质：
物质性状
金属氧化物
二氧化锰
三氧化二铁氧化铜
黑灰色粉末红色粉末黑色粉末
金属盐（溶液）硫酸铜三氯化铁蓝色溶液黄色溶液
f密度（103kgm3）价格（元500g）
50262
52425
63166

26
91
为了探究这些物质的催化效果，我做了以下实验：1定性实验
金属氧化物在等量等浓度的过氧化氢溶液中各加入等质量研碎粒度相似的催化剂，观察现象。a反应刚开始进行，二氧化锰催化效果最佳，三氧化二铁反应较快，氧化铜反应较慢。b一段时间后，二氧化锰反应十分剧烈，三氧化二铁也比较剧烈，氧化铜反应还未进行。
c再过一会，二氧化锰反应结束，三氧化二铁反应剧烈，氧化铜开始反应。
d当三氧化二铁反应结束后，氧化铜反应剧烈。又经过很长时间，氧化铜反应结束。将溶液陈化18h后并加入1molL氢氧化钠溶液，无明显现象。
f证明三种物质确实催化了反应，并没有进入溶液中。金属盐（溶液）
在等量等浓度的过氧化氢溶液中各加入等浓度等体积的催化剂溶液，观察现象。硫酸铜溶液无明显催化现象，三r