过氧化氢分解制取氧气

实验目的

掌握用过氧化氢溶液制取氧气的方法，认识二氧化锰的催化作用。

实验原理

过氧化氢在二氧化锰催化下分解，生成水和氧气：2H₂O₂ =MnO₂= 2H₂O + O₂↑。二氧化锰是催化剂，能加快反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变。

实验器材

• 过氧化氢溶液
• 二氧化锰
• 锥形瓶（或大试管）
• 带导管的双孔橡皮塞
• 分液漏斗（或长颈漏斗）
• 集气瓶
• 水槽
• 玻璃片
• 带火星的木条

实验步骤

1. 连接装置，检查气密性。
2. 在锥形瓶中加入少量二氧化锰。
3. 从漏斗缓慢加入过氧化氢溶液。
4. 待气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气。
5. 集满后在水下盖好玻璃片，正放在桌上。
6. 用带火星的木条检验氧气。
7. 另取一支只加过氧化氢溶液的试管，与加二氧化锰的对比。

实验现象与结论

加入二氧化锰后，过氧化氢溶液中迅速产生大量气泡，带火星的木条复燃，说明生成了氧气。不加二氧化锰的试管中气泡很少，说明二氧化锰加快了过氧化氢的分解。

注意事项

• 浓度较高的过氧化氢溶液有腐蚀性，避免接触皮肤。
• 液体要缓慢加入，控制反应速率。
• 漏斗下端要伸入液面以下。

常见问题

过氧化氢制氧气为什么不需要加热？

二氧化锰催化下，过氧化氢在常温就能较快分解，所以使用固液不加热装置即可。

怎样证明二氧化锰是催化剂？

需要证明它能改变反应速率，同时反应前后质量和化学性质不变。本实验主要对比反应速率。