劉艷霞

【摘要】初中化學(xué)教學(xué)中，用氯酸鉀制取氧氣，催化劑影響著氧氣產(chǎn)生的速率。結(jié)果表明，在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣最佳催化劑是二氧化錳。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)幾種催化劑做了比較，進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)果。

【關(guān)鍵詞】催化劑 氧氣生成速率 單位時(shí)間

1 引言

初中化學(xué)教學(xué)中，用氯酸鉀與催化劑共熱制取氧氣，制取的氧氣用來(lái)做木炭在氧氣中燃燒、鐵絲在氧氣中燃燒等氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。若氧氣的量不多或產(chǎn)生的速率不快會(huì)影響這些實(shí)驗(yàn)的效果。短時(shí)間內(nèi)制備足量的氧氣與催化劑的選擇有非常密切的關(guān)系。因此，本文對(duì)制取氧氣最適宜的催化劑的選擇作了如下探究[1]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

不同催化劑與氯酸鉀共熱生成氧氣的速度不同，單位時(shí)間內(nèi)收集到氧氣的體積也不同，催化劑的選取對(duì)單位時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積即氧氣的生成速率有著很大的影響[2]。

2.2 實(shí)驗(yàn)用品

儀器：量筒（250ml） 1個(gè)，（25ml）1個(gè)；

集氣瓶（250ml） 1個(gè)；

托盤天平，2個(gè) 大試管 5個(gè)

鐵架臺(tái)，膠塞，導(dǎo)氣管，酒精燈，試管夾

藥品：氯酸鉀，二氧化錳，氧化鋁，氧化鐵，二氧化硅，氧化銅

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

2.3.1 不同催化劑對(duì)催化效果的影響

分別稱取五份KClO₃，再分別稱取MnO₂、Fe₂O₃、CuO、SiO₂、Al₂O₃各三份，按質(zhì)量比3：1將氯酸鉀與氧化物均勻混合，使反應(yīng)物充分接觸按下圖裝配好實(shí)驗(yàn)裝置。檢查裝置氣密性，把五種混合物分別裝入五支干燥的大試管中，然后按順序用酒精燈加熱，用同一酒精燈加熱，控制酒精燈火焰大小一致，火焰跟試管的距離一致（圖1）。

（注意事項(xiàng)：用排水法測(cè)定氧氣體積時(shí)注意兩點(diǎn)：第一，要冷卻到室溫；第二，要使量筒里的水面跟集氣瓶里的水面高度保持水平，這樣才能使集氣瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)跟外界大氣壓強(qiáng)相等。）

記錄從反應(yīng)開始到結(jié)束所用的時(shí)間，加以整理并繪成下表1所示。

2.3.2 不同催化劑價(jià)格的比較（表2）

3 結(jié)果討論

通過(guò)表1，催化效果最佳者為MnO₂，其次為CuO和Fe₂O₃，其中Fe₂O₃的副反應(yīng)大，由表2，F(xiàn)e₂O₃的價(jià)格最便宜，MnO₂與CuO的價(jià)格相近，由于考慮到催化效果和副反應(yīng)，在初中化學(xué)教學(xué)中，為了在課堂演示中完成所有規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，所以選用MnO₂作為催化劑與KClO₃共熱制氧氣是最適宜的。

參考文獻(xiàn)

[1] 王允珉，主編.中學(xué)化學(xué)教學(xué)法.上海：華東師范大學(xué)出版社，1990.（264-269）

[2] 沈鴻博主編.中學(xué)化學(xué)教材教法.上海：華東師范大學(xué)出版社，1990.（275-284）

[3] 各地中學(xué)化學(xué)（初三）教學(xué)參考資料