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第二单元我们周围的空气实验活动1氧气的实验室制取与性质【实验目的】1.学习实验室制取氧气的方法。2.加深对氧气性质的认识。【实验用品】仪器和材料:大试管、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片、坩埚钳、细铁丝、木条、棉花、火柴。药品:高锰酸钾、木炭、澄清石灰水。【实验步骤】1.制取氧气:(1)观察如图所示的装置,左侧是气体发生装置,右侧是气体收集装置;因为氧气不易溶于水且不与水反应,故可用排水法收集,氧气还可用向上排空气法收集。(2)用带有导管的橡胶塞塞紧试管,检查装置的气密性。确认装置不漏气后,拔开橡胶塞,在试管中装入少量高锰酸钾,并在试管口放一团棉花,用带有导管的橡胶塞塞紧管口,将试管口略向下倾斜固定在铁架台上。(3)将两个集气瓶分别盛满水,用玻璃片盖住瓶口,然后把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立(填“倒立”或“正放”)在盛水的水槽内。(4)加热试管。先使酒精灯火焰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。当气泡连续并比较均匀地放出时,再把导管口伸入盛满水的集气瓶。待集气瓶里的水排完以后,在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把集气瓶移出水槽,正放(填“倒立”或“正放”)在桌子上。用同样的方法再收集一瓶氧气(瓶中留有少量水)。(5)停止加热时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,否则可能会造成水槽中的水沿导管倒吸入试管,使试管炸裂。2.氧气的性质:(1)如图所示,用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,然后将木炭由瓶口缓慢地插入盛有氧气的集气瓶内。可观察到木炭剧烈燃烧,发出白光,放出热量。燃烧停止后,取出坩埚钳,向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡,观察到澄清石灰水变浑浊,说明木炭燃烧生成二氧化碳。(2)点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,待火柴快燃尽时,插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预先加有少量水),可观察到红热的铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。【问题与交流】1.检查装置的气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以用什么方法?用热毛巾捂住试管或将试管放入盛有温水的大烧杯中或用酒精灯加热试管,若水中的导管口处有气泡冒出,则说明装置的气密性良好。2.如果某同学制得的氧气不纯,你认为可能的原因有哪些?排水集气时,集气瓶中没有装满水,留有气泡;没等到装置中的空气排尽,就开始收集氧气;收集完气体后,玻璃片与集气瓶口之间没有密封好。3.把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时,为什么要由瓶口向下缓慢插入?如果将红热的木炭快速伸入盛有氧气的集气瓶中,因木炭在氧气中燃烧放出大量的热并产生二氧化碳,易使集气瓶中的氧气逸出造成损失,会使瓶中氧气的含量迅速降低,影响实验现象。4.为什么要将铁丝绕成螺旋状?将铁丝绕成螺旋状可增大铁丝与氧气的接触面积,便于燃烧。5.做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶内的水起什么作用?可以用别的物质代替吗?防止高温生成物溅落到瓶底,炸裂集气瓶。水可以用细沙代替。1.实验室加热氯酸钾制氧气,可直接采用的发生装置是(B)2.实验室用高锰酸钾制取氧气,下列分别是氧气制取、收集、验满及验证性质的操作,其中正确的是(A)3.某同学在做铁丝在氧气中燃烧的实验时,没有看到剧烈燃烧、火星四射的现象。导致实验失败的可能原因是(D)A.实验前,将铁丝用砂纸打磨干净B.在集气瓶底部铺了一层细沙C.将细铁丝绕成了螺旋状D.点燃火柴后立即伸入集气瓶中4.实验室用高锰酸钾制氧气的实验中,有关实验操作的分析错误的是(C)A.气密性检查:用手握紧试管,导管口有气泡冒出,离手后导管中形成一段稳定的水柱,说明装置不漏气B.试管口略向下倾斜:防止试管内壁的水倒流入试管底部,导致试管炸裂C.加热:直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热D.停止加热:先把导管移出水面,再熄灭酒精灯5.如图是某同学设计的在实验室加热高锰酸钾固体制取氧气的装置图。(1)指出该装置中的四处主要错误。①试管口未塞一团棉花;②试管口未略向下倾斜;③伸入试管的导管过长;④伸入集气瓶的导管过短。(2)当用改正后的装置收集氧气时,如何判断氧气已经收集满:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明已收集满。6.在实验室里,小明与同学欲用如图所示装置(气密性良好)和药品制取常见气体并验证其有关性质。(1)写出图中标号仪器的名称:①试管,②集气瓶。(2)点燃装置A中的酒精灯制取并收集氧气,发生反应的文字表达式为氯酸钾氯化钾+氧气,待检验到B中氧气已收集满时,接下来的操作是把导管移出集气瓶,将集气瓶盖好玻璃片后,正放在桌面上。(3)将点燃的蜡烛放入集满氧气的集气瓶中,可观察到蜡烛燃烧更旺,发出白光且瓶壁上有水雾出现,证明蜡烛燃烧有水生成。接着,将蜡烛从集气瓶中取出,向集气瓶中倒入适量澄清石灰水,石灰水变浑浊(填实验步骤和现象),证明蜡烛燃烧还生成了二氧化碳。(4)向装置C中加入适量的药品:二氧化锰和过氧化氢溶液,即可制取氧气。