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刘振中初中化学工作室

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双氧水分解制取氧气实验的改进  

2011-08-03 12:20:18|  分类: 教材研究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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双氧水分解制取氧气实验的改进

体裁:教学论文        整理收藏:刘振中        请勿转载

义务教育课程标准实验教科书——初中化学(上海教育出版社)给出的H2O2在MnO2催化作用下分解制取氧气实验设计存在如下缺陷:实验过程中不能即时控制反应的发生和停止(只有所加入的H2O2完全分解后反应才能停止);反应结束后,作为催化剂的MnO2不便于即时回收再利用,固体和液体药品浪费严重。为弥补以上不足,笔者对此实验进行如下改进设计:

 一、实验仪器和药品

 球形漏斗、去底饮料瓶、铁架台(带铁夹)、带导管的的橡皮塞、镊子、集气瓶、水槽、酒精灯、火柴、10%的过氧化氢溶液、混有MnO2的小水泥块。

 二、实验装置

双氧水分解制取氧气实验的改进 - 会飞的鱼 - 刘振中的博客

 三、实验步骤:

1、组装仪器,检查装置气密性:使去底饮料瓶低于球形漏斗高度,向去底饮料瓶中加适量水,将导管一段伸入盛水的水槽中,手持饮料瓶,慢慢提升其高度,观察到导管口产生气泡,则装置不漏气。

2、先向球形漏斗中放入几块混有MnO2的小水泥块,后向去底饮料瓶中加入过氧化氢水溶液适量,固定仪器(饮料瓶应低于球形漏斗高度)。

3、集气瓶中装满水倒扣在水槽中。通过调整饮料瓶的高度,使过氧化氢水溶液与混有MnO2的小水泥块接触,反应发生,当导管口出现连续、均匀气泡时开始收集;收集满气体后,使固液分离,停止反应(通过升高或降低固定饮料瓶的铁夹的高度调整饮料瓶的高度)。

4、用带火星的木条验证收集的气体是氧气。

四、说明:

1、将过氧化氢溶液盛放在去底饮料瓶中,可增加盛放过氧化氢溶液的量,防止溶液泼出;同时有效利用了废弃塑料瓶。

2、实验前将粉末状MnO2与水泥按2:1的比例加少量水混合,捏成小块状,便于MnO2的即时回收再利用(混有MnO2的小水泥块必须充分凝固后使用,否则实验时易粉碎,导致实验失败)。

3、在球形漏斗中放入混有MnO2的小水泥块,去底饮料瓶中盛放过氧化氢水溶液,便于即时控制反应的发生和停止。

4、过氧化氢水溶液的浓度不宜太高或太低,浓度太高,反应剧烈,产生氧气的速度快,导气管来不及导出,易发生意外;浓度太低,产生氧气的速度慢,难收集。混有MnO2的小水泥块,大小要合适,太大不易放入球形漏斗;太小易从球形漏斗下端漏出,固液无法分离。

5、改进后的装置气密性检查方便且现象明显,实验操作简单,既节约了过氧化氢溶液,又能将二氧化锰及时回收,重复使用。该装置同时可用于实验室制取二氧化碳或氢气。

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