氧氣的用途:供給呼吸、支持燃燒。
測試氧氣是否存在的方法:用帶火星的木條,看是否復燃:
【預備知識】實驗室可以用分解過氧化氫的方法製取氧氣。過氧化氫溶液在常溫下(或者光照條件下)可以分解放出氧氣,但是真正在做實驗的時候,通常還要向過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳。
過氧化氫溶液是無色透明的溶液,是過氧化氫和水混合起來形成的。
二氧化錳是一種黑色粉末,表面上看有點像木炭粉。
我們用這種方法,製取一些氧氣,來測試它的相關性質,幫助我們更好地認識物質,以驗證猜想、認識世界、服務人類。
既然過氧化氫在添加了二氧化錳之後能夠生成氧氣,那麼,是過氧化氫與二氧化錳反應了嗎?還是二氧化錳也能釋放氧氣呢?
既然我們有了疑問,就要準備實驗了,但是科學探究中,並不是簡單的有疑問---做實驗,而是:
1提出問題或猜想
過氧化氫溶液,實際上是過氧化氫和水的混合物,所以,這個實驗涉及三種物質:
過氧化氫、水、二氧化錳。
既然我們做出了一些猜想,接下來就要設計實驗、做實驗、得出結論(驗證猜想是否成立)。
2設計實驗、實驗過程與相應結論
猜想a.二氧化錳本身能夠放出氧氣,加入它可以提高製取氧氣的速率;
加熱二氧化錳,並用帶火星的木條放在試管口,看是否復燃。
現象:帶火星的木條沒有復燃;
結論:二氧化錳本身不能放出氧氣,此猜想不成立。
猜想b.二氧化錳與水反應,生成氧氣
我們把二氧化錳和水真的混合:
結論:二氧化錳與水混合不能放出氧氣,猜想b不成立。
c. 二氧化錳作為反應物,可以與過氧化氫反應生成氧氣;
d.二氧化錳有特殊作用,可以加快過氧化氫的分解。
如果猜想C成立,那麼二氧化錳和過氧化氫反應一段時間之後,質量必然減小:所以我們把過氧化氫和二氧化錳在試管中混合,先用帶火星的木條測試:
現象:產生大量氣泡,帶火星的木條復燃;
但是我們無法直觀地觀察到二氧化錳是否減少,收集反應後的二氧化錳:
將溶液過濾,濾紙上會留下黑色物質,收集起來並稱量(這就要求這個實驗開始的時候也要稱量),這種方式比較準確,但是濾紙會有二氧化錳的粉末殘留;
之後重複上述實驗,即:再加過氧化氫溶液、用帶火星的木條測試,再加熱蒸發溶液,如此幾次,發現二氧化錳並未減少。
可見二氧化錳在過氧化氫分解過程中,質量和化學性質並未發生改變。
3催化劑
催化劑定義:在化學反應裡能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化的物質。催化作用:催化劑在化學反應中所起的作用
4小結
在過氧化氫溶液分解過程中,二氧化錳作為催化劑,可以加速過氧化氫溶液的分解,此過程中,二氧化錳的質量和化學性質都沒有發生改變。