氧气的实验室制法实验报告

氧气的制备与性质一、实验原理1.氧气的性质在通常情况下，O2为无色无味的气体。在标准情况下，O2比空气的密度大。不易溶于水（每升水溶解O2约30ml），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（如铁、镁）、非金属（木炭、硫、磷、和石蜡等）发生反应，放出大量的热。2、制法主要方法：（1）过氧化氢法：2H2O22MnO2H2O+O2↑（2）高锰酸钾法：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑（3）氯酸钾法：2KClO32MnO2KCl+3O2↑其他方法：（4）氧化汞法：2HgO2Hg+O2↑（汞蒸气有毒，不采用）(5)过氧化钠法：Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑（原料昂贵一般不采用）2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2二、实验操作过程与实验现象1、O2的制取与收集（1）加热分解高锰酸钾首先检查装置气密性。取3gKMnO4加入硬质大试管，装置如上，管口放好脱脂棉，以防药品喷向试管口。再准备6只集气瓶装满水后一毛玻璃片横切瓶口盖住，不留水泡，然后倒置于水槽中。如图连接装置，点燃酒精灯后先预热试管，后集中于试管中下部加热，待气泡快速均匀冒出时开始收集，集气瓶口冒出第一个气泡时表示收集满，以毛玻璃片盖住瓶口移出水面。连续收集完后，先移除导管再熄灭酒精灯，以防倒吸。（2）催化分解H2O2如图连接实验装置，锥形瓶中加入0.5gMnO2，瓶上加分液漏斗，分液漏斗中装入稀释过的H2O2（30%H2O2与水的体积比为3:1），控制滴加速度，收集气体。2、O2的性质（1）硫在氧气中燃烧取一只洁净的燃烧匙，放入黄豆粒大小的硫，酒精灯上加热至燃烧（此时发出微弱淡蓝色火焰），然后将燃烧匙慢慢深入盛满氧气的集气瓶，此时发出明亮蓝紫色火焰，并有刺激性气味的SO2生成。为防污染空气，燃烧匙取出后迅速淬入冷水。（2）碳在氧气中燃烧以坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯上烧至红热再缓慢深入盛满氧气的集气瓶，可观察到木炭剧烈燃烧并发出耀眼白光，往瓶中倒入澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊。（3）铁在氧气中燃烧准备一根细铁丝，事先打磨干净，弯成螺旋状，用坩埚钳夹住在酒精中蘸一下，点燃迅速伸入盛满氧气的集气瓶（瓶底留一层水或加入一层沙），可看到铁丝剧烈燃烧，火星四溅并生成黑色熔融物Fe3O4。（4）蜡烛在氧气中燃烧取适宜大小的一节蜡烛点燃后伸入盛满氧气的集气瓶，蜡烛火焰更加白亮，然后向瓶中注入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊。三、实验应注意的事项1、KClO3、MnO2和KMnO4若含有可燃物，高温加热会出现事故，用前需检查。方法：取少量药品放入洁净试管中加热，若出现火星，则不纯净，可做处理。KClO3可通过纯结晶提纯，MnO2可灼烧。2、使用KClO3应避免将红磷当做KClO3，以免引起爆炸事故。3、30%H2O2对皮肤具有强烈腐蚀作用，操作时需带上防护手套。4、做O2性质实验时应将燃烧物置于瓶中央，切勿靠近瓶壁以防集气瓶炸裂。5.要检查装置气密性：将导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管口出现一段水柱，证明装置不漏气。6.装药品时，先装固体后装液体.7.导管只需稍露出试管塞即可，太长不便于产生的气体导出。8.用长颈漏斗时，其下端管口要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。9.加热高锰酸钾时试管口要略微向下倾斜，防止生成的水回流,使试管底部炸裂10.用高锰酸钾加热制取氧气时，试管口塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管。11.导管口开始有气泡冒出时，不能立即收集氧气因为开始冒出的气泡是空气。当气泡连续而均匀地放出时，开始收集氧气。12..实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯；防止水槽中的水倒流，炸裂试管。四、相关文献与重点文献综述1.作者：江苏东台市陈胜进河北丰宁县高建华安徽萧县谢毅安徽阜南县谢尚超题名：《氧气的实验室制法ABCD》刊名：中学生理科月刊Vol.11No.201997氧气的实验室制法是初中化学里的三个重要气体制取实验之一,做好这个实验,既可巩固已学知识及基本操作,又可为今后气体制取知识的学习奠定坚实的基础。制备一种气体主要从反应原理、收集方法、实验装置和实验操作四方面来把握。作者首先阐述了反应原理，提出要掌握的内容:A.熟悉所用药品及其颜色、状态B.能熟练书写出反应的化学方程式。接下来让同学明确收集方法和理由，同时掌握实验装置和熟练实验操作并将实验室制取氧气的操作可按顺序概括为七个字,即“查、装、定、加、集、移、熄”。最后作者将整个实验进行了简短的概括：一查二装三固定,四加五集在瓶中,六移导管七撤灯,防止水流试管里。2.作者：江苏省滨海县大套中学(224511)孟庆琼题名：《再议化学课程标准下新教材中氧气的实验室制法》刊名数理化学习2010年第12期10~11页作者主要把新旧教材中实验室制取氧气的反应原理、实验装置、实验操作等诸多方面进行了比较,进一步阐明了新教材对该部分作出调整的重大意义。新教材比旧教材有更大的改观：A.着眼于拓宽学生的知识面和注重学生能力与智能的培养,新教材通过学生一系列的探究活动、通过学生的积极参与自主学习,将知识与技能有机地结合并融为一体,提倡在活动中形成知识,在活动中学习技能,提高了学生的学习兴趣,激发了学生的学习热情。B.可持续发的理念在新教材中更加突出,新课标中又加进了用MnO2催化分解H2O2的方法制氧气。而用H2O2不需要加热。既使实验由复杂变为简单,由难变易,便于操作又可节约能源。C.安全系数新教材中要求更高旧教材中。D.实验操作更方便,效果更显著新教材用H2O2制取氧气化学仪器较少,反应条件要求也不高,装置简单,便于操作,实验效果显著。E.经济合算成本低经过核算,用H2O2分解制氧气成本最低3.作者：刘双生（江苏省泰兴英特国际学校，225400）题名：《有关氧气实验室制法的几个问题》刊名：中学教育学2001年9期18~19页作者首先分析了氧气实验室制法的思路和方法，提出了3个问题即：a研究氧气实验室制法的化学原理b研究采用什么样的实验装置制来取氧气c研究如何验证制得的气体就是所要制的氧气，用探究的形式解析了氧气制法的原理，收集和检验。作者又分析了用KClO3制氧气时，MnO2的作用，加热KClO3KMnO4的混合物也能迅速放出氧气。另外分析了安装氧气发生装置时的注意事项和实验室制氧气时的收集方法以及用排水法收集氧气式的操作方法。五、参考文献1.江苏东台市陈胜进河北丰宁县高建华安徽萧县谢毅安徽阜南县谢尚超[氧气的实验室制法]中学生理科月刊Vol.11No.2019972.江苏省滨海县大套中学(224511)�孟庆琼[再议化学课程标准下新教材中氧气的实验室制法]数理化学习2010年第12期10~11页3.刘双生（江苏省泰兴英特国际学校，225400）[有关氧气实验室制法的几个问题]中学教育学2001年9期18~19页