CuO催化H2O2分解的实验探究

姜绍南　陈盛艳　朱雷

据资料记载，H2O2可以被多种催化剂催化分解。MnO2是教材里最为常见的催化剂。三价铁（如FeCl3）、二价铜（如CuO）都能够催化H2O2的分解。

在一次实验优化活动中，出于需要，笔者组织学生做了CuO催化H2O2分解的实验探究。带着对未知结果的好奇心，探究得到的实验现象可以极大地调动学生对化学知识的学习兴趣。

为了让学生在实验中明确各种量的控制不是随意而为，形成严谨的科学探究的品格，我们在各个量的控制上都分别采用了相应的计量器具。

1实验步骤及现象

（1）称取4.0 g分析纯碱式碳酸铜（铜绿）粉末，放入30 mL的坩埚中。将此坩埚放在三脚

架上面的泥三角上，用酒精灯缓慢加热，同时用玻璃棒轻轻搅拌Cu2（OH）2CO3粉末，直到Cu2（OH）2CO3粉末完全变成黑色粉末，然后将坩埚放在石棉网上冷却。

（2）量取25 mL浓度约为6%的H2O2溶液放入大试管中，称取0.5 g已经冷却的CuO粉末加入到大试管中，立即塞好带有集气导管的单孔橡胶塞，过一会儿用排水取气法收集氧气。

可以看到，室温下，加入CuO粉末的H2O2分解速度很慢。为此，探索了H2O2稳定分解的最佳条件。

2CuO催化分解的H2O2的最佳条件

用200 mL烧杯水浴加热大试管，做了系列对比实验，见表1。

其他条件不变，多次重复水浴60 ℃的实验，气源稳定，制得的氧气无异味，用排水取气法收集气体，集气瓶中不会形成水雾。数次重复，效果均很好。

用市售的分析纯CuO粉末代替分解Cu2（OH）2CO3得到的CuO，重复水浴60 ℃的实验，催化效果很差。分析原因，市售的分析纯CuO，粉末颗粒度较大，可见不同制备方法制备的同一种物质其催化性能并不相同。

3实验结论

水浴60 ℃是CuO（分解碱式碳酸铜得到）催化分解H2O2的适宜温度。这也可以作为实验室制取氧气的一种方法。

由此小实验类推，可以让学生更好地明白侯氏制碱法、合成氨等化学工艺条件的选择是多么重要和来之不易。