实验室制取氧气及其性质实验教案.doc

实验室制取氧气及其性质实验
一.实验目的
1.练习实验室制取氧气的方法，练习用排水取气法收集气体。
2.通过实验，加深对氧气性质的认识。
二.实验原理
KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑
H2O2＝H2O+O2
1.物理性质：在通常状况下，O2为无色无味的气体。在标准状况下，O2的密度(1.429g/L)比空气的平均密度(1.293g/L)大。不易溶于水(每升水溶解O2约30mL)。所以通常采用排水法收集氧气。
2.化学性质：氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃或高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应，放出大量热。氧气能支持燃烧，所以物体在纯氧中燃烧非常剧烈，可以产生很高的温度。
三.实验用品
大试管、试管夹、单孔橡皮塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片、坩埚钳(镊子)。
高锰酸钾、木炭、澄清石灰水。
细铁丝、木条、棉花、火柴、细沙。
四.实验步骤
1.制取氧气
用高锰酸钾制取：

（实验室制取氧气装置图）
(1)用带有导管的橡皮塞塞紧试管，并检查装置是否漏气，不漏气的装置才能进行实验。拔开橡皮塞，在试管里放进约15克高锰酸钾。用一团棉花放在靠近试管口的地方，以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。然后把带有导管的塞子塞紧试管口。
(2)将6个集气瓶分别盛满水，并用玻璃片盖住瓶口。盖瓶口时，先盖住一小部分，随后推切动玻璃片把瓶口全部盖住(注意不要让瓶口水面处留有气泡)。
然后把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。
(3)给试管加热。先使酒精灯在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对高锰酸钾所在的部位加热。
导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，当气泡连续地并比较均匀地放出后，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。等瓶子里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把瓶子移出水槽，正放在桌子上。用同样的方法再收集两瓶氧气(其中一瓶留有少量水)。
注意：停止加热时，先要把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯仔细观察收集到的氧气的颜色。
用此方法制取氧气的缺点是高锰酸钾的效率太低。
（2）用双氧水制取氧气
首先准备6只集气瓶，装满水后用毛玻璃片横切瓶口，盖住以不留水泡为度(可将集气瓶倒置检验气密性)，然后依次倒置于水槽中。装置如上图，在离心瓶中装入0.5gMnO2，烧瓶上放一分液漏斗，分液漏斗中装入20mlH2O2，（V（H2O2）：V（H2O）=1∶1)。反应时要注意滴加H2O2的速度，放的过慢，反应太慢；过快则因反应剧烈而引起爆炸事故。待出现连续气泡时，用排水法于集气瓶中收集氧气，如此连续收集6瓶，备用。
用过氧化氢制取氧气的实验中，说在常温下，过氧化氢产生很少的氧气，不能使带火星的小木条燃烧，但加入催化剂后可迅速产生大量的氧气，该方法清洁无污染，产物是氧气和水，应推广使用。

2.试验氧气的化学性质
(1)木炭在氧气里燃烧

①用坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯的火焰上烧到发红，插入盛有氧气的集气瓶(由瓶口向下缓慢插入)。观察木炭在氧气里燃烧的现象。
②燃烧停止后，取出坩埚钳，往集气瓶里加少量澄清石灰水，振荡。有什么现象发生？
(2)铁丝在氧气里燃烧
取几根纱窗细铁丝，擦去表面铁锈或油漆，拧成一束呈螺旋形绕在一根火柴上。点燃火柴，待火柴临近烧完时缓慢插入盛有氧气的集气瓶(集气瓶里装有少量水)。观察铁丝在氧气中燃烧的现象。

五、实验应注意的事项
1、KClO3、MnO2和KMnO4若含有可燃物，在高温加热时会出现事故。因此在使用前要进行检查。其方法是：取少量药品放入洁净试管中加热，如果发现有火星出现，这种药品是不纯净的，不可使用。若要使用，必须先做处理。KClO3可通过重结晶办法提纯，MnO2可灼烧。
2、学生实验若使用KClO3，一定要注意避免学生误将红磷当MnO2，否则会酿成强烈的爆炸事故，故本次实验取消了使用KClO3制取氧气。
3、30%的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作时应戴上防护手套。H2O2在pH=4时最稳定。炭粉及尘埃都能使H2O2分解，在碱性溶液中分解最快。为防止H2O2分解，保存时可加入少量磷酸作为稳定剂，并贮存在不透明的塑料瓶中。使用时可加入少量碱。
4、收集氧气时，待气泡均匀冒出时，才开始收集，因刚开始冒出的是试管中原有的空气，待那些气泡排完然后开始收集，方可得到较纯的氧气。
5、做O2性质实验时，燃烧物一定要放置于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。
实验记录。

实验记录

现象结论硫在氧气中燃烧比在空气中剧烈，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体氧气有助燃作用，而且是一种氧化剂铁丝在氧气中的燃烧铁丝在氧气中燃烧，火星四溅，生成黑色物质氧气有助燃作用，而且是一种氧化剂木炭在氧气中的燃烧木炭在氧气中燃烧，发出