摘要：在使用MnO2对H2O2的催化制氧的实验中，将制得的氧气通入到了淀粉碘化钾溶液，结果发现淀粉碘化钾溶液变蓝的异常现象。对此作者设计了一系列的实验对此异常现象进行了探究并做出了合理的科学解释。

　　关键词：双氧水；臭氧；二氧化锰；实验探究

　　文章编号：1008-0546（2014）02-0063-01中图分类号：G632.41文献标识码：B

　　doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.024

　　一、问题的提出

　　在常温下H2O2能在催化剂的作用下分解而制得氧气，实验室通常都利用这一原理来制取氧气。在一次探究不同催化剂对H2O2的催化效果的实验中，学生将制得的氧气通入到了淀粉碘化钾溶液，结果发现淀粉碘化钾溶液变蓝的异常现象。对于这种现象的出现，不少学生认为是试剂含有杂质不纯所致。对于异象的出现，笔者和学生一起进行了实验探究。

　　二、实验探究

　　1.是否因为试剂的不纯造成了实验的异常的探究

　　分别用新购的35%H2O2溶液配制20%H2O210mL，新的化学纯的KI和淀粉配制淀粉碘化钾溶液，适量的化学纯的MnO22g作为催化剂，将新制的氧气通入到新配的淀粉碘化钾溶液，发现再次出现了蓝色。到底是什么物质将碘离子氧化成了碘单质，通过将新配的淀粉碘化钾放置于空气中数天并无变蓝的现象出现的对照实验对比，有同学认为利用H2O2溶液制得的氧气含有的少量的强氧化性的臭氧造成了异常现象的产生。

　　2.对用H2O2新制的氧气中是否含有臭氧的探究

　　取10mL35%H2O2加入MnO22g作为催化剂，所得氧气通入到20mL蒸馏水中，静置之后用一支干燥的玻璃棒蘸取一滴溶液点滴于pH试纸中，发现溶液呈碱性，推测反应的化学方程式为：

　　O3+2H2O=2OH-+O2↑

　　因此引起淀粉碘化钾溶液变蓝的异常现象是新制氧气中含有臭氧。

　　3.对用H2O2新制的氧气中臭氧含量的探究

　　氧气不能氧化碘离子到碘单质，但是臭氧却能定量完成这种氧化，化学方程式如下：

　　O3+2KI+H2O=I2+O2↑+2KOH

　　同时笔者发现，使用浓度低于10%H2O2新制的氧气通入到淀粉碘化钾溶液中，无蓝色出现，因此笔者分别将10%、20%、30%的H2O210mL通过分液漏斗滴加到装有2gMnO2的烧杯中，再将新制的氧气通入到30mL的淀粉碘化钾溶液中，反应完成之后，再用0.01mol/L的硫代硫酸钠进行滴定至蓝色褪色，记录下消耗硫代硫酸钠的体积，以此推算出氧气中臭氧的含量。方程式为：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（实验装置如下）

　　（10mL30%的H2O2在2gMnO2催化下实际可收集的气体体积为800mL）

　　从实验数据可知，H2O2的浓度越高，反应时放出的热量越多越容易生成臭氧，由于氧气转为臭氧是吸热反应，因此推测高浓度的H2O2在MnO2催化下释放出大量的热量使氧自由基和氧气易于结合生成臭氧。

　　4.在不同催化剂的催化H2O2新制的氧气中是否含有臭氧的探究

　　取10mL35%H2O2加入FeCl3和新鲜猪肝作为催化剂，所得氧气通入到淀粉碘化钾溶液中，观察现象，发现使用FeCl3作为催化剂制的氧气同样可以使淀粉碘化钾溶液变蓝，而使用新鲜的猪肝作为催化剂制的氧气始终不能使淀粉碘化钾溶液变蓝，不含有臭氧，造成这种差异可能是因为生物酶素催化机理不同于金属盐，金属盐的催化机理是在其表面的晶格上进行氧化还原易于使氧自由基和氧气结合生成臭氧，而生物酶能催化过氧化氢分解是因为含有过氧化氢酶。

　　三、结果与讨论

　　通过这一系列的探究让学生认识到H2O2催化制得的氧气通入到了淀粉碘化钾溶液出现蓝色是因为含有少量臭氧的缘故，并且认识到可以通过用生物酶来催化H2O2来得到纯净的氧气。通过对比实验和滴定操作应用让学生初步了解了探究实验的设计和如何解决，也为学生探究实验开辟了一条新的思路，展现了化学迷人的魅力。