【过氧化氢制取氧气的步骤与实验器材】在化学实验中,过氧化氢(H₂O₂)是一种常见的物质,常用于制取氧气。该实验不仅操作简单,而且现象明显,是中学化学中一个重要的实验内容。以下是对“过氧化氢制取氧气的步骤与实验器材”的详细总结。
一、实验目的
通过过氧化氢分解反应制取氧气,观察反应现象,并掌握相关实验操作方法和仪器使用技巧。
二、实验原理
过氧化氢在催化剂(如二氧化锰 MnO₂)的作用下会发生分解反应,生成水和氧气。其化学方程式如下:
$$
2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2↑
$$
该反应属于分解反应,且为放热反应。
三、实验步骤
步骤 | 操作说明 |
1 | 准备实验器材,检查装置气密性。 |
2 | 在锥形瓶中加入适量的过氧化氢溶液。 |
3 | 向锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末作为催化剂。 |
4 | 立即用带导管的橡皮塞密封锥形瓶,将导管通入集气瓶中。 |
5 | 观察反应现象,气体产生后收集氧气。 |
6 | 实验结束后,先移除导管,再熄灭加热设备(如有)。 |
四、实验器材与药品
名称 | 用途 |
过氧化氢溶液(H₂O₂) | 反应物,提供氧气来源 |
二氧化锰(MnO₂) | 催化剂,加快反应速度 |
锥形瓶 | 盛装反应物的容器 |
导管 | 引导气体进入集气瓶 |
集气瓶 | 收集产生的氧气 |
橡皮塞 | 密封锥形瓶,防止气体逸出 |
酒精灯(可选) | 若需要加热,可用以升温 |
镊子或药匙 | 取用固体催化剂 |
火柴或打火机 | 用于点燃木条检验氧气 |
五、注意事项
1. 实验前要检查装置的气密性,确保不漏气。
2. 使用过氧化氢时注意浓度,避免接触皮肤或眼睛。
3. 二氧化锰为催化剂,反应前后质量不变,但需充分搅拌以保证反应完全。
4. 收集氧气时,应采用排水法或向上排空气法。
5. 实验结束后,及时清理实验台,避免残留物污染环境。
六、实验现象与结论
- 现象:加入二氧化锰后,过氧化氢迅速分解,产生大量气泡,气体使带火星的木条复燃。
- 结论:过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气,验证了氧气的性质及制取方法。
通过以上步骤和器材的合理使用,可以成功完成过氧化氢制取氧气的实验,有助于加深对化学反应原理的理解,同时培养实验操作能力。