《氧气的制备与性质》实验报告.docx

《氧气的制备与性质》实验报告一、实验目的与要求掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作；初步学会本实验的演示教学方法。二、实验原理1.过氧化氢法：2H2O2MnO22H2O+O2↑2.高锰酸钾法：2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑3.氧气的性质：（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）所以氧气采用排水法收集。（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。本次实验主要通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在O2中燃烧的实验现象及反应产物来验证O2支持燃烧的化学性质。三、仪器、材料与药品硬质大试管、抽滤瓶、分液漏斗、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶、毛玻璃片、橡皮软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳、细砂、试管及试管架；MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。四、实验步骤1.氧气的制备与收集（1）过氧化氢分解制备法①安装实验装置如图：②实验步骤：a、检查装置气性；b、在蒸馏烧瓶中加入0.5-1.5gMnO2用带有分液漏斗的塞子塞住烧瓶分液漏斗中加入H2O2（与水各20mL稀释为质量分数15%）；c、用排水法收集（氧气不溶于水）。反应开始后待气泡快速、均匀冒出时开始收集此时管中空气已排尽当集气瓶冒出第一个大气泡时表示已集满这时用毛玻璃片盖住瓶口移除水面如此连续收集四瓶。③实验现象描述：a、打开分液漏斗的活塞后可以观察到有气泡迅速冒出；b、同时观察到蒸馏烧瓶中出现烟雾。④现象分析：a、过氧化氢与滴入蒸馏烧瓶中与二氧化锰（催化剂）接触迅速分解产生大量氧气和水蒸气形成了雾从而看到水槽中气泡迅速冒出；b、蒸馏烧瓶中产生了大量气体二氧化锰固体颗粒被气流冲起形成烟。⑤关键技术：a、控制好滴加过氧化氢的速率；b、过氧化氢用前要用蒸馏水稀释至15%左右。c、漏斗口一定要保持在液面以下以免气体从漏斗排出影响实验的进行。⑥安全性分析：a、溶液中过氧化氢过少反应太慢过多则因反应剧烈而引起喷发事故；b、过氧化氢制氧气不用加热常温下即可反应；c、反应后的产物是氧气和水不会污染环境是一种比较绿色的制备氧气的化学方法；d、30%的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用操作时应戴上防护手套。（2）KMnO4加热分解制备法①安装实验装置如图：②实验步骤：a、检查装置气密性；b、取10克KMnO4加入硬质试管中管口放脱脂棉塞进单孔塞；c、点燃酒精灯后先预热试管然后集中在试管的中下部加热；d、用排水法或向上排空气法收集（氧气比空气密度大）；e、排空法需用带火星的木条验证氧气是否已经集满若木条复燃则集满否则需要继续收集。③实验现象描述：a、观察到KMnO4颗粒在加热时有强烈的迸裂；b、伴随有少量烟产生。④关键技术：a、在加热时颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽或致导气管堵塞因此要在试管口放一团脱脂棉；b、加热KMnO4时缓缓向后移动酒精灯保证高锰酸钾能够充分反应增加氧气产量；c、将导气管伸至集气瓶底部尽量排尽空气。⑤安全性分析：a、用高锰酸钾分解制氧气的优点是不用催化剂热分解的温度要比氯酸钾法低；b、加热时应将试管向下倾斜。以上步骤可以记为：查—装—定—点—收—离—熄(茶庄定点收利息)查----检查装置的气密性装----装药品定----把试管固定到铁架台上点----点燃酒精灯加热(先预热注意：一律先让试管均匀受热否则会因冷热不均炸裂试管)收----收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）离----把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法此步骤基本不需要但是最好先取出导管在盖上玻片）熄----熄灭酒精灯2.O2的性质(1)硫在氧气中的燃烧:S+O2点燃SO2①实验步骤：取一洁净的燃烧匙放入少量硫磺粉酒精灯上加热至燃烧然后将燃着的硫匙缓缓伸进有O2的集气瓶中。②实验现象：a、硫磺粉在酒精灯上加热至燃烧时在黑色背景下看到：发出微弱的淡蓝色火焰；b、硫匙缓缓伸进有O2的集气瓶中可以观察到这时火焰颜色为明亮的蓝紫色并伴有刺激性气体生成。③注意事项：a、为避免污染空气将燃烧匙取出后及时淬入盛有冷水的大烧杯中。b、燃烧物定要放于集气瓶中央切勿靠近瓶壁以防集气瓶炸裂。（2）炭在O2中的燃烧:C+O2点燃CO2①实验步骤：a、用坩埚钳夹取一小段木炭在酒精灯上烧至红热；b、缓慢将木炭伸进O2瓶中观察实验现象；c、给此集气瓶中倒入少量澄清石灰水振荡观察实验现象。CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O②实验现象：