分解过氧化氢制氧气采用的装置为固体与液体反应不加热的装置,由于过氧化氢加入二氧化锰作催化剂后的分解速率大大加快,通常为控制速率,及为了达到随开随用,随关随停的目的,通常采用分液漏斗滴加过氧化氢的方法
但不可用图1所示的装置,因为二氧化锰为粉末,易漏到试管底,无法达到随开随用,随关随停的目的
双氧水制取氧气的方法?
制取氧气的操作步骤和注意点(高锰酸钾制取氧气并用排水法收集)
a、步骤:连—查—装—固—点—收—移—熄
b、注意点
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂
②药品平铺在试管的底部:均匀受热
③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集(刚开始排出的是试管中的空气)
⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂
⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部
(6)氧气的验满:用带火星的木条放在集气瓶口
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内
氧气的实验室制法
1. 将某些含氧化合物加热分解是实验室制取氧气的主要方法。常用的含氧化合物为氯酸钾或高锰酸钾。用高锰酸钾制氧气的方法简便、安全,但是原料的价格较高,利用率低,高锰酸钾分解时化合态的氧元素没有全部转化成游离态的氧元素(即氧气):
2KMnO4 K2MnO4+MnO2++O2↑
2.另外,在实验室还可用其它化学反应制取氧气,如过氧化氢分解:
2H2O2 2H2O+O2↑
三、制取氧气时的问题:
1.原理拓展
催化剂的作用:在用双氧水制取氧气的反应中要用到二氧化锰作催化剂。催化剂是指那些在化学反应中能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质。在这个反应中二氧化锰就是双氧水分解的催化剂。
两种制取氧气方法的比较
用高锰酸钾和双氧水制取氧气各有特点。高锰酸钾是固体,相对容易保存;双氧水是液体,易分解,不宜久置。但是用高锰酸钾需要加热,而双氧水在二氧化锰催化作用下,分解非常迅速,不需加热。
2.成功关键
加热高锰酸钾的方法:高锰酸钾不要紧紧地堆放在试管底部,要平铺在试管中;开始加热时要先预热试管,使试管底部均匀受热,然后将灯焰放在靠试管口一端有药品的地方加热,并随着反应的进行和需氧气量的多少,将灯焰向试管底的方向移动。这样做的目的是既可防止固体混合物随气流冲向试管口,又便于控制氧气放出的速率和数量。
3.双氧水的浓度
市售的双氧水一般有两种浓度,一种是30%左右的浓溶液,一种是3%的稀溶液。制取氧气比较适宜的浓度在10%左右。太稀反应慢,收集时间较久。双氧水太浓反应过于剧烈,放热多,会造成收集的氧气中水蒸气过多。
4.注意事项
(1)高锰酸钾制取氧气
实验装置顺序要先下后上,从左至右装配仪器。并注意铁夹要夹在试管的中上部(离管口的1/4)左右处,试管管口要略向下倾斜。
(2)理和装入固体试剂?
加入高锰酸钾,并使之倾斜地铺在管底,不要让它堆积在底部。
(3)为什么要稍向下倾?
因加热时药品里所含的湿气变成水蒸气,到管口处冷凝成水滴而倒流,致使试管炸裂。
(4)为什么气泡刚冒出时不宜立即收集气体?
开始加热时排出的主要是空气,当气泡连续地并比较均匀地放出时,才是氧气,这时才能进行收集。
(5)为什么用排水法收集气体,在停止制氧时,应先把导管从水里拿出来,然后移去酒精灯?
如果先移去酒精灯,试管内温度降低,气压减小,水就沿导管被吸到热的试管里,有使试管破裂的可能。
(6)为什么试管内的导管不宜过长?
伸入试管内的导管不宜过长,以免气体难于排出。
(7)用向上排空气法收集氧气时怎样验证氧气已经集满?
用带有火星的木条去试验氧气,是鉴定氧气的一种常用方法。将带火星的木条放在集气瓶口,如果木条复燃,说明氧气已经集满。
(8)怎样验证制得的气体是氧气?
将带火星的木条伸入集气瓶中,如果木条复燃,说明该气体是氧气。
实验拓展:
用双氧水制取氧气时,双氧水的添加可有不同的方法。
如果在实验室中想制得少量的氧气,也可以使用图的装置,往试管中注入15%的过氧化氢水溶液,在投入少量二氧化锰后,立即塞紧塞子,氧气沿导管排出。例如,用15 mL过氧化氢水溶液,加0.1 g二氧化锰,大约半分钟可得氧气0.7 L。比较适合学生自己进行实验。实验装置见图A。
B
A
A装置只能一次性或间断性地收集氧气,不能连续收集。为了能达到连续收集的目的,可以将大试管改成锥形瓶,单孔塞改成双孔塞,并使用长颈漏斗。实验装置见图B。
B装置虽然可以随时添加双氧水,但是对反应速率的控制不是太好,特别是双氧水浓度偏高时易发生溶液从长颈漏斗中冲出。同时也不能停止反应。将长颈漏斗改成分液漏斗,是较为理想的制取装置。
C
装置中分液漏斗的作用有:
(1)控制滴加液体的总量,获得所需气体的总量,能最大限度的节约药品;
(2)控制滴加液体速率,从而实现控制反应速率;
(3)可控制反应随时开始,随时停止
参考资料:
分解过氧化氢制取氧气步骤
双氧水制取氧气实验原理:过氧化氢(H2O2) ————→ 水(H2O) + 氧气(O2)
双氧水制取氧气具体步骤:
①连接装置
②检查装置气密性
③再锥形瓶中装入二氧化锰
④倒入过氧化氢溶液
⑤收集氧气
双氧水制取氧气注意事项:
①分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出
②导管只需略微伸入试管塞
③气密性检查:用止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。
④装药品时,先装固体后装液体
⑤该装置的优点:可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体。
双氧水制取氧气总结:
若固体(或固体+固体)加热生成气体,选用高锰酸钾制氧气装置
若固体+液体常温下制取气体,选用双氧水制取氧气装置.
催化剂:在化学反应中能改变其他物质的反应速率,但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
长颈漏斗中装入的是双氧水,且长颈漏斗下端要封口,即没入锥形瓶的水中,锥形瓶中装入二氧化锰和水。
装药时先装固体再装液体
待集气瓶中气泡溢出说明集气瓶中的氧气已经收集满了
双氧水制氧气的原理
1、用广口瓶或试管作为反应容器,并在口处配双孔胶塞。
2、检查装置气密性。
3、向反应容器加少量二氧化锰固体。
4、塞好带有分液漏斗和导管的双孔塞。
5、向分液漏斗加入过氧化氢液体。
6、用排水法收集氧气。
你好!
既然是原理,那应该就不是很简单地说是歧化反应。
双氧水分解的原理有很多种,且存有争议,这里介绍一下比较简单的光催化和中学常用的金属催化。
光催化[1]:
HOOH==光==2HO·(羟基自由基)
HOOH+HO· → HOO·+H2O
HOO· + HO· → O2+H2O
金属催化[2]:
HOOH+M(n +)[金属离子,括号内上标] → HO· + OH- + M[(n+1)+]
HOOH+OH· → HOO· + H2O
HOO· + M[(n+1)+] → O2 + H+ +M(n +)
还有一种较为流行的机理是[3]
MnO2 + H2O2 → Mn(2+) + 2OH- + O2
Mn(2+) + 2OH- → Mn(OH)2
Mn(OH)2 + H2O2 → MnO2 + 2H2O
[1][2]吴洪达, 黄映恒. 过氧化氢的分解反应[J]. 河池师专学报, 2002(2):27-30.
[3]秦梦华, 石淑兰. 过氧化氢漂白的几个机理[J]. 纸和造纸, 1994(3):6-7.
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