测过氧化氢分解速率的实验装置

⑹ 可用装置测定过氧化氢分解的化学反应速率。这句话对吗

不可以用装置测定过氧化氢分解，第一过氧化氢分解现象不明显，第二该反应进行非常缓慢。

⑺ 分解过氧化氢的发生装置、收集装置、注意事项

制取氧气

发散思维分析

一、氧气的实验室制法

1．药品：过氧化氢(二氧化锰)、高锰酸钾

2．反应原理

3．实验装置(发生装置、收集装置)

(1)发生装置的选择依据：反应物、生成物的状态及反应条件。

①分解过氧化氢并用向功受禄上排空气法收集氧气的装置如图2-3-1：

适用范围：利用固体和液体反应不需要加热来制取气体的所有反应。

操作步骤：检查装置的气密性→加药品(先加固体，后加液体)→组装装置→收集氧气。

②加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的装置如图2-3-2：

适用范围：利用固体物质加热制取气体的所有反应。

操作步骤：检查装置的气密性→把药品平铺在试管底部→组装装置→均匀加热→收集氧气→(从水槽中)取出导管→熄灭酒精灯。

(2)收集装置的选择依据：生成物的性质，如气体的水溶性、气体的密度等。

①排水集气法：适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净；当有大气泡从集气瓶口边缘冒出时，表明气体已收集满。如图2-3-3。

②向上排空气法：适用于相同状况下，密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处，便于将集气瓶内的空气尽快地排尽。同时应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片，以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差，需要验满。如图2-3-4。

③向下排空气法：适用于相同状况下，密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差，需要验满。如图2-3-5。

结论：因为氧气不易溶于水，且密度比空气大，所以可用排水法或向上排空气法收集。

4．检验方法

将带火星的木条伸人集气瓶中，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气。

5．验满方法

①用排水法收集时，当气泡从瓶口往外冒出时，说明该瓶内的气体己满。

②用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口处，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满。

6．注意问题

①试管口要略向下倾斜，防止药品中的水分受热后变成水蒸气，再冷凝成水珠倒流回试管底部，使试管炸裂。

②导气管伸入试管内不要太长，只要露出橡皮塞少许即可，这样便于气体导出。

③药品不能聚集在试管底部，应平铺在试管底部，使之均匀受热。

④铁夹应夹在距离试管口约1/3处。

⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热。加热时先进行预热，即先将酒精灯在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准药品部位加热。

⑥用排水法收集氧气时，导管口有气泡冒出时，不宜立即收集。因为刚开始排出的是空气，当气泡均匀连续地冒出时，才能收集。

⑦加热高锰酸钾制取氧气时，不要忘掉在试管口处放上一团松软的棉花，以免高锰酸钾小颗粒进入导气管，堵塞导气管。

⑧实验开始前，不要忘记检查装置的气密性。

⑨实验结束时，先把导气管从水槽中取出，再移走酒精灯，防止水倒流入试管底部炸裂试管。

⑩收集满氧气的集气瓶要盖好玻璃片，正放在桌子上(因为氧气的密度比空气大

⑻ 过氧化氢的分解反应 在常温中和在热水中的实验现象

实验四 过氧化氢分解反应速率常数的测定
（验证性实验）
实验目的
用量气法测定过氧化氢分解反应的速率和半衰期。
熟悉一级反应的特点，了解浓度、温度和催化剂等因素对反应速率的影响。
实验原理
过氧化氢是很不稳定的化合物，在没有催化剂作用时也能分解，特别是在中性或碱性水溶液中，但分解速率很慢。当加入催化剂时能促使过氧化氢较快分解，分解反应为
2=2+↑ （4.1）
在介质和催化剂种类、浓度（或质量）固定时，反应为一级反应，
其速率方程可表示为
-=kc
积分,得
ln=-kt （4.2）
式中和c——反应物过氧化氢在起始时刻和t时刻的浓度。反应的半衰期为
= （4.3）
在催化分解过程中，t时刻的浓度变化可以通过测量在相应时间内分解放出的氧气的体积得出。因为分解过程中，反应放出氧气的体积在恒温恒压下正比于分解了的过氧化氢的物质的量。若以表示过氧化氢全部分解时放出氧气的体积，表示过氧化氢在时刻分解放出氧气的体积，则
∝ c ∝(-)
代入式（4.3），得
ln=ln= - kt
或 ln(-)= - kt + ln （4.4）
测量一系列不同时刻的及，根据上式可知，以ln(-)对t作图，由直线斜率可求得反应的表观速率常数k。根据阿仑尼乌斯方程
ln= （4.5）
或 ln k =- + B （4.6）
测得两个或多个不同温度下的值，即可求得反应的活化能。
在水溶液中能加快过氧化氢分解反应速率的催化剂有很多种，如KI、Pt、Ag、Mn、Fe等。本实验分别以Mn和KI为催化剂，在室温条件下测定过氧化氢分解反应的速率常数和半衰期。仪器装置如图8.1所示，分解放出的氧气，压低量气管的液面，在不同时刻调整水准瓶液面，使其与量气管的液面相平，同时记录时间和量气管的示值，即得每个时刻放出氧气的体积。
在实验中用化学分析法测定。先在酸性溶液中用标准KMn溶液滴定法求出过氧化氢的起始浓度。反应为
2Mn + 6+ 5=2+ 5↑+ 8
过氧化氢的物质的量浓度可由下式求得：
= （4.7）
式中——滴定时取样体积（mL）；
——滴定用的KMn溶液体积（mL）。
由分解反应的化学计量式（8.1）可知，1mol分解能放出1/2 mol，根据理想气体状态方程可以计算出 mL。
= （4.8）
式中——分解反应所用溶液的体积（mL）；
p——氧的分压，即大气压减去实验温度下水的饱和蒸汽压（Kpa）；
T——实验温度（K）；
R——气体常数。
仪器与试剂
分解速率测定装置1套，锥形瓶（250 mL）3个，移液管（10、50 mL）各2支、1支，小勺1个。
0.04 溶液，Mn催化剂粉末。
实验内容
过氧化氢分解速率的测定装置如图4.1所示。
试漏。旋转三通活塞4，使系统与外界相通，举高水准瓶，使液体充满量气管。然后旋转三通活塞4，使系统与外界隔绝，降低水准瓶，使量气管与水准瓶水位相差10cm左右，若保持4min不变，即表示不漏气；否则应找出系统漏气原因，并设法排除之。然后让系统通大气，调节水准瓶，使量气管和水准瓶的水位相平并处于上端刻度为零处。
用移液管移取10 mL质量分数为2%溶液、40mL与锥形瓶2中，放进1支磁搅拌子(磁力反应釜)，然后用小勺加入少量？（约0.005g）Mn催化剂,低速开启电磁搅拌，同时记下反应起始时间。间隔30s后塞紧橡皮塞，旋转三通活塞，使系统与外界隔绝，每隔1min读取量气管读数一次，共读18～20组数据。
在干净的锥形瓶2中移入10 mL溶液，放入磁搅拌子，迅速塞紧橡皮塞。其他步骤同[2]。
测定溶液的初始浓度。移取5 mL溶液于250ml锥形瓶中,加入10ml3,用0.04 KMn标准溶液滴至淡粉红色,读取消耗KMn标准溶液的体积。重复测定2次,取3次测定的平均值。
注意事项:
在进行实验时,反应体系必须绝对与外界隔离,以避免氧气逸出。
在量气管内读数时，一定要使水准瓶和量气管内液面保持同一水平面。
每次测定应选择合适的搅拌速度，且测定过程中搅拌速应恒定。
以KMn标准溶液滴定，终点为淡粉红色，且能保持30s不褪色，不能过量。
对过氧化氢分解反应有催化作用的物质很多，所以过氧化氢应现用现配，而且最好是采用二次蒸馏水来配制。

图4.1 过氧化氢分解速率的测定装置
1-电磁搅拌器; 2-锥型瓶; 3-橡皮塞; 4-三通活塞; 5-量气管; 6-水准瓶
数据记录与处理
将实验数据记录于表4.1中。
实验温度： 气压：
表4.1 实验数据记录表
Mn作催化剂 KI作催化剂
时间／min ／mL ln(-) 时间／min ／mL ln(-)

①计算溶液的初始浓度及。
②分别就Mn及KI做催化剂列出t、和ln(-)数据表。
③分别作ln(-)-t图，由直线斜率求反应速率常数k,并计算半衰期。
讨论
求值
值也可采用如下两种方法来求取：
(1) 加热法
在测定若干个的数据之后，将反应后期的过氧化氢溶液在50～60下加热约15min可认为已全部分解，冷却至实验温度，在量气管中读取。
(2) 外推法
以1/t为横坐标对作图，将直线段外推至1/t为零（即t→∞）时，在纵轴上的截距即为。
在低温下反应时，作图外推求得的与化学分析、加热法的结果比较一致。但在较高温度下作图得到的值都偏高，温度越高，偏差越大。这是因为在较高温度下，水的饱和蒸汽压较高。在量气管中所占比例较大，它的体积随氧气的增加而递增，使测量值偏大。因而也逐渐增大外推曲线的斜率，结果曲线在纵轴上的截距就偏大，而且温度越高，这种偏差就越大，因此每个时刻测得的值都必须扣除水蒸气的体积。但实验表明，即使是扣除了水蒸气的影响，在高温时对时1/t曲线在1/t→0时也不是直线关系，因此也不能随意外推求，也就是说作图法外推求只能适用于低温反应情况。
Guggenheim法求k
本实验因为过氧化氢分解反应为一级反应，求k时还可以采用无需测知的Guggenheim法。由式（4.4）
㏑(-）=- kt + ㏑
将上式写成
t时刻 -= （4.9）
t+△t时刻 -= （4.10）
设△t为恒定的时间间隔，则将式（4.9）减去（4.10），得
-=(1-
即有 -= 常数 （4.11）
将式（4.11）写成对数形式
㏑(-)=- kt + B （4.12）
式中B=㏑[(1-)]也为常数。
保持△t恒定，以㏑（-）对t作图应为直线，由其斜率可求k值。

⑼ 实验室可用下图所示装置进行过氧化氢的分解．过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气

（1）分液漏斗应加入液体物质：过氧化氢溶液 或 H₂O₂，锥形瓶里应先放人固体物质：二氧化锰或 MnO₂；反应文字表达式为：
过氧化氢