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过氧化氢制取氧气是化学实验室中常用的制氧方法。过氧化氢分子在二氧化锰催化剂的作用下,分解生成水分子和氧气分子。这个反应条件温和,操作简便,是学习氧气制备的重要实验。
现在我们来写出这个反应的化学方程式。首先确定反应物是过氧化氢,生成物是水和氧气,催化剂是二氧化锰。配平前的方程式中原子数不守恒,需要在过氧化氢和水前面加上系数2,最终得到配平的化学方程式:2H₂O₂在MnO₂催化下生成2H₂O和O₂。
二氧化锰在这个反应中起催化剂作用。催化剂的主要特点是能够加快化学反应速率,降低反应的活化能,但在反应前后自身的质量和化学性质都保持不变。在实验装置中,我们可以看到过氧化氢溶液中加入二氧化锰后,立即产生大量气泡,这些气泡就是生成的氧气。
实验装置包括反应容器、导气管和收集装置。操作时首先检查装置气密性,然后在锥形瓶中装入二氧化锰粉末,接着加入过氧化氢溶液。反应立即开始,产生的氧气通过导气管进入水槽,用排水法收集在试管中。整个过程要注意先装固体后加液体,控制反应速度。
总结一下过氧化氢制取氧气的反应。化学方程式为2H₂O₂在MnO₂催化下生成2H₂O和O₂。这个反应具有条件温和、操作简单、产气可控、无害副产物等优点,因此广泛应用于实验室制氧、医用氧气制备和化学教学演示中,是一个非常实用的制氧方法。