中教實驗氧氣的制備與性質(zhì)

1、O的制備與性質(zhì) 級一班1組一、實驗教學(xué)目標(biāo)1掌握實驗室制備和收集氧氣的方法及其性質(zhì)實驗的操作。2初步掌握本實驗的演示教學(xué)方法。二、實驗原理MnO21.HO法：2HO= 2HO+O­2.KMnO法：2KMnO=KMnO4 + MnO + O­O2的物理性質(zhì)：在通常情況下，O2為無色無味的氣體；在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，O2g·L-1比空氣的平均密度g·L-1大；氧氣不易溶于水每升水溶解O2約30ml。O2的化學(xué)性質(zhì)：O2的化學(xué)性質(zhì)很活潑。它不僅可以助燃，而且在點燃或高溫條件下可以和大多數(shù)金屬、非金屬發(fā)生反響，放出大量的熱。三、實驗儀器、材料與試劑分液漏斗、量筒10ml

2、、25ml、托盤天平、橡皮軟管、水槽、錐形瓶500ml、集氣瓶5個、毛玻璃片、30°玻璃彎管、120°玻璃彎管、酒精燈、火柴、鐵架臺、硬質(zhì)大試管、單孔橡皮塞、藥匙、脫脂棉、燃燒匙、燒杯200ml、3個、坩堝鉗。KMnO4、30HO、MnO、S、木炭、鐵絲、蠟燭、澄清石灰水、砂紙、細(xì)沙。四、實驗內(nèi)容1. O2的制取與收集1H2O2催化分解法操作過程 如右圖，連接實驗裝置，順序為由左到右，由上到下。 檢查裝置的氣密性用手捂住錐形瓶500ml加熱，假設(shè)導(dǎo)氣管口處有氣泡冒出，證明裝置的氣密性良好。 裝藥品在錐形瓶500mlg MnO2；用30ml 30% H2O2與30ml H2O

3、混合配成15% H2O2 緩慢參加分液漏斗中，慢慢旋開分液漏斗活塞以控制O2制備速率。 收集氣體用排水法收集氣體。當(dāng)H2O2液滴慢慢淹沒錐形瓶底部催化劑時，導(dǎo)氣管開始有氣泡冒出，待氣泡快速、均勻冒出時，將導(dǎo)氣管伸進(jìn)集氣瓶集氣。當(dāng)集氣瓶口冒出第一個氣泡時，表示以集滿，這時用毛玻璃片蓋住瓶口，移出水面，依次集滿5瓶.現(xiàn)象從分液漏斗向抽濾瓶中滴加H2O2時，導(dǎo)管口開始有氣泡冒出，抽濾瓶內(nèi)出現(xiàn)大量白霧，一段時間后均勻、快速地產(chǎn)生產(chǎn)生氣泡。MnO2解釋2H2O2 = 2H2O+O2­錐形瓶出現(xiàn)白霧是由于H2O2在MnO2催化作用下反響迅速，能在瞬間產(chǎn)生大量氣體，而導(dǎo)管不能及時排出。考前須知 H

4、2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為30%，使用期要用蒸餾水稀釋至15%左右。假設(shè)H2O2濃度過低，反響會太慢，過高，那么反響劇烈易噴發(fā)； 由于H2O2易分解，稀釋時應(yīng)當(dāng)用蒸餾水，并隨用隨配； 30%的H2O2對皮膚有強(qiáng)烈的腐蝕作用，操作過程中應(yīng)戴上護(hù)目鏡和防護(hù)手套。2KMnO4加熱分解法操作過程 按照右圖組裝好儀器 組裝儀器的順序是從上到下，從左到右。注意：試管口略向下傾斜約15°。 裝置的氣密性 用手握住試管，假設(shè)導(dǎo)管口有氣泡冒出那么證明裝置的氣密性良好。 裝藥品 稱取7g KMnO4參加到硬質(zhì)大試管中，管口剛好脫脂棉后，塞緊單孔塞。由于KMnO4是固體藥品，所以先在紙槽裝好KMnO4，再緩緩

5、倒入試管中。試管固定到鐵架臺上，注意將試管固定在1/3處。 點燃酒精燈加熱先預(yù)熱，然后固定燈焰于藥品斜面起始端加熱。 收集氣體同H2O2制備O2的收集法，集滿一瓶用排水法收集。 停止實驗先將導(dǎo)氣管移出水面，再熄滅酒精燈現(xiàn)象開始加熱試管時，導(dǎo)管口末端有少量氣泡產(chǎn)生，預(yù)熱完全后，導(dǎo)管口末端均勻、快速產(chǎn)生氣泡，反響完全后，試管內(nèi)固體由紫黑色變?yōu)楹谏?。解?KMnO4=K2MnO4 + MnO2 + O2­考前須知 試管口要略微向下傾斜，防止生成的水回流，使試管底部破裂。 導(dǎo)氣管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞不要太長有利于產(chǎn)生的氣體排出。 試管口塞一團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管。 加熱時

6、先預(yù)熱。 實驗結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面，然后熄滅酒精燈，防止水槽中的 水倒流，炸裂試管。2. 氧氣的性質(zhì)實驗1S在氧氣中的反響操作過程取一支潔凈的燃燒匙，放入少量硫粉，酒精燈上加熱至燃燒。然后將燃燒著的硫匙由上往下緩緩伸進(jìn)用毛玻璃片半掩上的集有O2的集氣瓶中。為防止污染空氣，將燃燒匙取出后及時淬入盛有冷水的大燒杯中。現(xiàn)象硫粉呈黃色，在空氣中燃燒時發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰，放入集氣瓶中燃燒呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色，并伴有刺激性氣味的氣體生成。點燃解釋S+O2=SO22碳在O2中燃燒操作過程用坩堝鉗夾取一小段木塊炭，在酒精燈上燒至紅熱，再緩緩伸進(jìn)盛滿O2的集氣瓶中。燃燒完后給集氣瓶中倒入少量澄清石灰水，振蕩

7、?，F(xiàn)象木炭伸入集氣瓶后燃燒的更劇烈并發(fā)出白光，澄清的石灰水變渾濁。點燃解釋點燃C+O2=CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3¯+H2O3鐵在O2中燃燒操作過程準(zhǔn)備一條細(xì)鐵絲，砂紙擦亮后彎成螺旋狀，系在火柴上。點燃火柴，至火焰燃燒將盡時，伸入盛有細(xì)沙的集氣瓶中。現(xiàn)象鐵絲伸入集氣瓶后劇烈燃燒，火星四射，并生成一種黑色熔融物。點燃解釋3Fe+2O2=Fe3O44蠟燭在O2中燃燒操作過程用小刀截取長約1cm的蠟燭，放入燃燒匙，點燃后伸入集氣瓶中。燃完后給集氣瓶中倒入少量澄清石灰水，振蕩。現(xiàn)象將蠟燭伸入集氣瓶后，蠟燭的淡黃色火焰更加明亮。振蕩后，澄清的石灰水變渾濁。解釋點燃蠟燭+O2 CO

8、2+H2O蠟燭在O2中燃燒本應(yīng)為亮白色，但由于燈芯中含少量鈉元素，故火焰呈淡黃色。考前須知以上關(guān)于做O2性質(zhì)的實驗，燃燒物一定要放置于集氣瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集氣瓶炸裂。五、相關(guān)文獻(xiàn)與重點文獻(xiàn)綜述. 評價：這次改良是從能源利用及環(huán)保的角度進(jìn)行的，通過對二氧化錳使用的改良使實驗更加利于控制，也更加綠色環(huán)保，在當(dāng)今能源緊缺與環(huán)境污染嚴(yán)重的社會有很大的借鑒意義，適宜在中學(xué)推行，對學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)有很大作用。2.潘國榮，白顯圣，等.實驗室制取氧氣方法的比照及建議. 評價：這篇文獻(xiàn)對實驗室制取氧氣的三種方法進(jìn)行了比擬，主要從本錢、操作、環(huán)保、平安幾個角度進(jìn)行考慮，最終得到H2O2方法最正確的

9、結(jié)論。通過閱讀，對實驗室制取氧氣有了更深刻的了解，并且所得出的結(jié)論對我們從事以后的化學(xué)教學(xué)有很大的指導(dǎo)意義。和性質(zhì)的微型實驗. 評價:本篇文獻(xiàn)主要是從實驗裝置方面對氧氣制取的進(jìn)行了改良。從試驗材料方面，使用生活廢棄物變廢為寶；從試驗裝置上，更簡潔；從試驗效果上，更有益于實驗速度的控制，實驗藥品的使用也更節(jié)約，回收更加方便。在中學(xué)借鑒這種實驗?zāi)Ｊ剑环矫婵梢耘囵B(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，將化學(xué)與生活相聯(lián)系，另一方面，更有利于學(xué)生培養(yǎng)綠色化學(xué)的意識，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識。4.朱麗.“氧氣的制取與性質(zhì)實驗的改良. 評價：在朱麗老師的這篇文章中，為我們做“氧氣的制取與性質(zhì)實驗開拓了一種新思路。這篇文章將“氧氣的制

10、取與性質(zhì)以及后期的環(huán)保處理，作為一個有機(jī)整體進(jìn)行總體設(shè)計。改變了傳統(tǒng)方法中實驗過程復(fù)雜，實驗步驟多，及后期處理麻煩的問題，使整個實驗趨向與一種簡單環(huán)保的方向。在中學(xué)演示實驗中，使用此方法能節(jié)省很多時間，使性質(zhì)檢驗更直觀，更簡便。5.盧香宇.過氧化氫制取氧氣的新方法.評價：這篇文獻(xiàn)表達(dá)了一種制備催化劑MnO2的新方法。介紹了一種以水泥為載體,制成粒狀MnO2催化劑的新型方式,解決了過氧化氫催化制取氧氣過程中MnO2催化劑的回收問題。這種方法突破了以往制取氧氣中忽略的問題，將焦點放在催化劑上。通過這片文獻(xiàn)的閱讀，讓我再一次感受到化學(xué)實驗不僅要注重結(jié)果，每一種試劑的選擇都應(yīng)該是反復(fù)思量的，做實驗要注

11、重每一個細(xì)節(jié)。6吳江明.實驗室制取氧氣的綠色化探究.評價：這篇文獻(xiàn)將幾種常用的實驗室制取方法從綠色化學(xué)的角度進(jìn)行探究，主要從反響原理、生產(chǎn)原料、制取過程三個方面對實驗室制取氧氣進(jìn)行了分析,，最終得到使用過氧化氫更加綠色的結(jié)論，并在文獻(xiàn)最后給出了相對于傳統(tǒng)過氧化氫制取氧氣的方法進(jìn)行了更優(yōu)良改良。這對中學(xué)教師進(jìn)行化學(xué)教學(xué)演示實驗提供了很好的思路，對教師的開展有很大的價值。7李德前.試管直立情況下加熱高錳酸鉀制取氧氣的可行性研究. 評價：本文獻(xiàn)研究了直立情況下加熱高錳酸鉀制取氧氣的可行性。主要通過分析傳統(tǒng)方法中斜臥式法的缺點后，介紹了使用直立法的幾大優(yōu)點，最終說明直立式是可行的，且相較于斜臥式更有利

12、于實驗的演示。這為我們今后進(jìn)行演示實驗提供了一種更有效的方法。8.陳少康.過氧化氫催化分解制取氧氣的實驗探究. 評價：此篇文獻(xiàn)主要是對過氧化氫制取氧氣過程中催化劑選擇的探究。通過不同實驗首先對催化劑的試劑進(jìn)行選擇，得到MnO2催化最正確的結(jié)論。進(jìn)而對MnO2的制作途徑進(jìn)行選擇，得到粉末狀最正確的結(jié)論。這對我們進(jìn)行過氧化氫制取氧氣的效率有很大的幫助作用。六、實驗平安與實驗體會實驗平安O2的制備與性質(zhì)實驗相對于以前所做的實驗，危險系數(shù)較低，但實驗過程中仍需做好必要的平安措施，如實驗服、護(hù)目鏡、防護(hù)手套的佩戴，酒精燈的正確使用，及實驗中一些細(xì)節(jié)處理，只有這樣，才能保證實驗的平安進(jìn)行。實驗體會在實驗前，覺得O2的制備與性質(zhì)是很容易的，但在實驗進(jìn)行中卻仍有一些過失，如在性質(zhì)中“金屬鐵在O2中的反響中，就