过氧化氢氧化性、还原性的研究

实验目的

通过两组对比反应,认识过氧化氢既有氧化性又有还原性,并理解其原因。

实验原理

H₂O₂ 中氧为 -1 价,遇较强还原剂时被还原为 -2 价(表现氧化性),遇较强氧化剂时被氧化为 0 价的 O₂(表现还原性)。H₂O₂ + 2KI + H₂SO₄ = I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O,I₂ 使淀粉变蓝;2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 5O₂↑ + 8H₂O,紫色褪去。

实验器材

• 3% 过氧化氢溶液
• KI 溶液
• 淀粉溶液
• 稀硫酸
• 酸性 KMnO₄ 溶液
• 试管
• 胶头滴管

实验步骤

1. 试管中加入 2 mL KI 溶液,滴入几滴淀粉溶液和少量稀硫酸
2. 向其中滴加过氧化氢溶液,振荡,观察颜色变化
3. 另取一支试管,加入 2 mL 酸性 KMnO₄ 溶液
4. 逐滴加入过氧化氢溶液,边加边振荡
5. 观察溶液颜色和气泡变化,必要时用带火星木条检验气体
6. 结合化合价变化,分析 H₂O₂ 的作用

实验现象与结论

第一支试管中溶液由无色变为蓝色,说明 I- 被氧化成 I₂,H₂O₂ 表现氧化性。第二支试管中紫色褪去并有气泡产生,气体能使带火星木条复燃,说明 H₂O₂ 被氧化生成 O₂,表现还原性。

注意事项

• 使用 3% 左右的稀过氧化氢,高浓度溶液有强腐蚀性
• 稀硫酸溅到皮肤或衣物上应立即用水冲洗
• 高锰酸钾溶液易染色,小心滴加

常见问题

为什么过氧化氢既有氧化性又有还原性?

H₂O₂ 中氧为 -1 价,可降到 -2 价,也可升到 0 价,所以遇还原剂显氧化性,遇氧化剂显还原性。

过氧化氢与酸性高锰酸钾反应中谁是氧化剂?

KMnO₄ 是氧化剂,Mn 由 +7 价降为 +2 价;H₂O₂ 是还原剂,被氧化为 O₂。