【过氧化氢制取氧气】在化学实验中,制取氧气是一个基础而重要的实验。其中,利用过氧化氢(H₂O₂)分解制取氧气是一种常见且安全的方法。该方法不仅操作简便,而且反应条件温和,适合于课堂教学和基础实验。
一、实验原理
过氧化氢在常温下可以缓慢分解生成水和氧气,但反应速率较慢。为了加快反应速度,通常会加入催化剂,如二氧化锰(MnO₂)。催化剂能降低反应的活化能,使反应更迅速地进行,同时自身不参与反应,也不被消耗。
反应方程式如下:
$$
2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2↑
$$
二、实验步骤
1. 准备仪器与试剂:收集瓶、导管、集气瓶、水槽、试管、过氧化氢溶液、二氧化锰粉末。
2. 装入药品:向试管中加入少量二氧化锰,再倒入适量的过氧化氢溶液。
3. 收集气体:将导管插入集气瓶中,通过排水法或向上排空气法收集产生的氧气。
4. 验证气体:用带火星的木条靠近集气瓶口,观察是否复燃,以确认气体为氧气。
三、实验现象
- 试管内有大量气泡产生;
- 气体无色、无味,能使带火星的木条复燃;
- 反应结束后,二氧化锰仍保持原状,说明其为催化剂。
四、实验注意事项
- 实验过程中应佩戴护目镜,防止液体溅入眼睛;
- 过氧化氢浓度不宜过高,以免反应过于剧烈;
- 实验后应妥善处理废液,避免污染环境。
五、实验总结对比表
项目 | 内容 |
实验名称 | 过氧化氢制取氧气 |
反应物 | 过氧化氢(H₂O₂)和二氧化锰(MnO₂) |
产物 | 水(H₂O)和氧气(O₂) |
催化剂 | 二氧化锰(MnO₂) |
反应条件 | 常温、催化剂存在 |
反应类型 | 分解反应 |
收集方法 | 排水法或向上排空气法 |
验证方法 | 用带火星的木条检验氧气 |
实验特点 | 安全、操作简单、适合教学 |
通过本实验,学生能够直观地理解催化剂的作用以及氧气的制取方法,为后续学习气体性质和化学反应提供了良好的基础。