過氧化氫制取氧氣的實驗步驟,如下:
通過過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣(固體與液體不加熱的方法)來制取氧氣,是實驗室制取氧氣的常見方法之壹,實驗操作過程中裝置氣密性檢驗與氧氣的收集方法是初中化學學習的重要內容。
壹、過氧化氫制取氧氣實驗
1.1、實驗儀器:
錐形瓶、長頸漏鬥或分液漏鬥、導管、水槽、集氣瓶、雙孔塞。藥品:二氧化錳(黑色固體,化學式:MnO2)、5%~6%的過氧化氫溶液(6%的H2O2與94%的水混合物)。
註意:二氧化錳是催化劑,加速過氧化氫的分解反應。在反應過程中二氧化錳的質量與化學性質都不變。
1.2、實驗原理
過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水和氧氣。長頸漏鬥+錐形瓶、分液漏鬥+錐形瓶。檢驗裝置的氣密性:使用長頸漏鬥氣密性檢驗(註水法或液差法)。
組裝好設備,打開止水夾,向長頸漏鬥中緩慢註入水,待水將長頸漏鬥管口浸沒,關閉止水夾,再繼續註入水,錐形瓶內的氣體受水的擠壓,氣壓變大,使水進入長頸漏鬥中,長頸漏中的水面高出錐形瓶中的水面,形成液面差,說明氣密性良好。
使用分液漏鬥氣密性檢驗(微熱法)
組裝好設備,關閉分液漏鬥旋塞,將導管的另壹端放入水中,用雙手捂住錐形瓶,壹段時間後,若水中的導管口有氣泡冒出,松手後,水流入導管口,形成壹段水柱,說明氣密性良好。
加入藥品
長頸漏鬥+錐形瓶:先將二氧化錳放入錐形瓶中,塞好帶有導管與長頸漏鬥的雙孔塞,向長頸漏鬥中加入過氧化氫溶液,使長頸漏鬥的末端在液面以下,形成液封,防止氣體從長頸漏鬥中跑出。
分液漏鬥+錐形瓶:先將二氧化錳放入錐形瓶中,塞好帶有導管與分液漏鬥的雙孔塞,關上分液漏鬥旋塞,打開活塞,向分液漏鬥中加入過氧化氫溶液,打開旋塞,讓過氧化氫溶液滴下。
氧氣的收集
排水法:首先將集氣瓶裝滿水(集氣瓶中不能有氣泡),用玻璃片蓋住瓶口,然後倒立放到水槽中,集氣瓶口壹定要放入液面以下。
待導管口的氣泡連續、均勻冒出時,開始收集氧氣,將導管口伸入盛滿水的集氣瓶中,當看到有氣泡從集氣瓶口外沿冒出,證明收集滿,在水中用毛玻璃片蓋住集氣瓶口,並移出水面。正放在桌面上。
註意:收集密度比空氣大的氣體後,要正放在桌面上;收集密度比空氣小的氣體後,要倒立放在桌面上。
問題:為什麽待導管口的氣泡連續、均勻冒出時,才可以開始收集氧氣?解答:實驗設備中存在空氣,剛開始冒出的氣泡裏是氧氣與空氣的混合氣體,如果收集得到的氧氣不純凈。
因氧氣的密度比空氣大,所以收集滿氧氣後,集氣瓶要正放在桌面上。向上排空氣法:將集氣瓶口正放在桌面上。
導管伸到靠近集氣瓶底的地方,毛玻璃片蓋在集氣瓶口,留出壹部分讓氣體排出。收集滿氣體後,用毛玻璃片將集氣瓶口蓋嚴。正放在桌面上。
檢驗氧氣是否收集滿
用帶火星的木條放到集氣瓶口,帶火星的木條復燃,說明氧氣已收集滿。過氧化氫制取氧氣實驗現象:錐形瓶中有大量氣泡產生。