探究過氧化氫制取氧氣

鄧德鋒

義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書《化學(xué)》9年級上冊，第2單元課題3《制取氧氣》中對實驗室制取氧氣引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行了探究?，F(xiàn)在對過氧化氫分解的實驗探究做如下說明。

1分解速率探究

教科書中對雙氧水的分解做了如下兩個實驗。

實驗一：在試管中加入5 ml 5%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃。

實驗二：向上述試管中加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，如圖1所示。

實驗一、二

在實驗一中，帶火星的木條不復(fù)燃。實驗二中可以看到加入二氧化錳后反應(yīng)十分劇烈，帶火星的木條復(fù)燃。

把上面實驗中加藥品的順序?qū)φ{(diào)一下，進(jìn)行如下實驗。

實驗三：另外再取一支試管，在試管中先加入少量二氧化錳，再向試管中加入5 ml 5%的過氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，觀察發(fā)生的現(xiàn)象，如圖2所示。

實驗三

藥品對調(diào)之后，可以看到實驗三中反應(yīng)也比較快，但沒有實驗二中劇烈，帶火星的木條同樣復(fù)燃。這個實驗為教學(xué)中在實驗室用二氧化錳制取氧氣的操作中控制過氧化氫溶液的滴加速度提供了操作技巧上的依據(jù)。

2實驗裝置探究

在上面的實驗中可以看到反應(yīng)現(xiàn)象比較劇烈，產(chǎn)生了大量的氣泡，泡沫中還夾雜著二氧化錳粉末。因此在探究發(fā)生裝置時，應(yīng)該考慮發(fā)生裝置的容器要比較大一些。由于實驗中要控制過氧化氫的滴加速度，所以過氧化氫最好通過分液漏斗加入反應(yīng)容器中。再考慮到收集氧氣的純度等因素，所以筆者選擇了如圖3所示的裝置來制取和收集氧氣。

改進(jìn)實驗裝置

3操作要點探究

3.1檢查裝置氣密性

如圖3所示，將實驗裝置連接好，關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)管末端浸沒到水中，兩手緊貼錐形瓶外壁，當(dāng)看到導(dǎo)管口有氣泡冒出時，證明裝置的氣密性完好。

3.2添加藥品

在錐形瓶中加入適量二氧化錳粉末，將帶有分液漏斗和導(dǎo)管的橡皮塞塞入錐形瓶瓶口。關(guān)閉分液漏斗活塞，在分液漏斗中加入適量過氧化氫溶液。

3.3集氣準(zhǔn)備

將集氣瓶裝滿水，并用玻璃片蓋住瓶口。然后把盛滿水的瓶子連同玻璃片一起倒立在盛水的水槽中。

3.4反應(yīng)過程

慢慢打開分液漏斗活塞，控制過氧化氫溶液的滴加速度，向錐形瓶中緩慢加入過氧化氫溶液。

3.5收集氣體

等導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)均勻地冒出時開始收集氣體，當(dāng)集氣瓶中的氣體收集滿后在水下面用玻璃片蓋住瓶口，小心地把瓶子移出水槽，正放在桌面上。