浅析过氧化氢对二氧化锰催化过氧化氢制取氧气实验改善

MnO2催化KClO3制取氧气的这部分实验，以探究实验的形式并配以标题“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用”出现在2012年版的新教材中，因此也强调了MnO2在该实验中作为催化剂的作用。
1 问题的提出
在实际操作中，会出现例如反应异常剧烈，容器内溶液与混合后的黑灰色悬浊液剧烈翻滚，并冒出大量白雾，还来不及对产生的气体进行收集、实验，反应就慢慢停止等现象。实验后也不方便从残液中回收催化剂，理论教学中常建议该实验可使用制取的装置，但却行不通。由于源于：论文的标准格式范文www.618jyw.com
呈粉末状，在装置内无法利用气压增大将固液彻底分离的方法使反应停止。参阅相关资料，也发现一些将催化剂做过处理的方法，如利用石膏粉或白乳胶将粉末充分粘附，这些都是十分巧妙的改进。
2 改进的方法
采用实验室常见的多孔状大颗粒物质，将该物质制成催化剂的载体，这样既能控制反应速率，也便于实验后催化剂的回收和重复使用。

2.1 实验用品

坩埚、碎瓷片、烧杯、酒精灯等。

2.2 载体催化剂的制备

（1）取若干小颗粒的碎瓷片置于烧杯中，倒入1 % KMnO4溶液至完全浸没碎瓷片，放置10～20 min，让碎瓷片中的空隙充满溶液。
（2）取出浸泡过后的碎瓷片晾干，放进坩埚内持续灼烧至碎瓷片表面发黑，发生如下反应：。将此碎瓷片放入蒸馏水中并往水中不断通入，使碎瓷片中吸附的与酸性溶液反应完全。再将处理后的碎瓷片放入蒸馏水中漂洗至洗涤液不再呈现紫红色为止，烘干备用。此时，粉末已完全被吸附在碎瓷片的缝隙里。
若无碎瓷片作为催化剂载体，也可用小颗粒的空心水泥砖代替。
3 催化制取氧气
将已吸附的碎瓷片放入气体发生装置中，H2O2溶液由上端分液漏斗添加，当液体接触碎瓷片后，溶液中产生大量气泡，夹紧弹簧夹，装置内气压增大迫使溶液与催化剂分离，反应停止。
4 改进实验的优点
（1）借助多孔性碎瓷片吸附经过热分解产生的，有效增大了固液接触面积，也便于控制反应速率。
（2）颗粒状固体易于分离、洗涤、保存、循环使用，多次实验均未发生催化剂中毒现象，节省实验资源。
（3）此实验的改进不仅有利于学生观察实验现象，而且有利于学生对催化剂载体的认识。