氧氣的實驗室制取與性質(zhì)驗證實驗報告

1、PAGE1 / NUMPAGES3O2的實驗室制法及性質(zhì)驗證一、實驗原理1.O2的制取反應(yīng)：1)KMnO4在加熱的條件下會分解產(chǎn)生O2，并生成K2MnO4、MnO2，反應(yīng)方程式如下：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22)KClO3在加熱條件下并伴隨MnO2的可以分解生成KCl、O2，反應(yīng)的方程式如下：MnO22KClO32KCl+3O23)H2O2在MnO2的催化作用下也可以生成H2O和O2，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：MnO22H2O22H2O+O24)考慮到實驗安全，本次實驗只使用KMnO4和H2O2分解制氧。2.O2的收集方法：1)排水法：排水法收集氣體，要求氣體不溶于水或難溶于水；2)排

2、空氣法：排空氣法分為向上排空氣法和向下排空氣法，前者要求氣體的密度大于空氣平均密度，后者反之。3.O2化學(xué)的性質(zhì)驗證：1)O2的物理性質(zhì)：O2是空氣的組分之一，約占空氣組分20.95%，無色、無臭、無味。O2比空氣重，在標(biāo)準(zhǔn)狀況（0和大氣壓強101325帕）下密度為1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。在壓強為101kPa時，O2在約-180攝氏度時變?yōu)榈{色液體，在約-218攝氏度時變成雪花狀的淡藍色固體。2)O2的化學(xué)性質(zhì)：O2的化學(xué)性質(zhì)比較活潑。除了稀有氣體、活性小的金屬元素如金、鉑、銀之外，大部分的元素都能與氧起反應(yīng)，這些反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，而經(jīng)過反應(yīng)產(chǎn)生的化合物（有兩種元素構(gòu)成，且

3、一種元素為氧元素）稱為氧化物。一般而言，非金屬氧化物的水溶液呈酸性，而堿金屬或堿土金屬氧化物則為堿性。此外，幾乎所有的有機化合物，可在氧中劇烈燃生成CO2與H2O。化學(xué)上曾將物質(zhì)與O2發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)定義為氧化反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)指發(fā)生電子轉(zhuǎn)移或偏移的反應(yīng)。3)本次實驗主要通過觀察金屬Fe、非金屬C和Si以及石蠟在O2中的燃燒的實驗現(xiàn)象及反應(yīng)產(chǎn)物來驗證O2支持燃燒的化學(xué)性質(zhì)。二、實驗操作過程與實驗現(xiàn)象1.O2的制備1)KMnO4的分解反應(yīng)：連：按裝置圖連接裝置； 查：檢查裝置氣密性。雙手握住試管，觀察玻璃管內(nèi)水柱變化。是否會有氣泡產(chǎn)生，將手拿開后，是否液面倒吸，高于水槽中的液面；裝：將藥品裝入試管

4、，在試管口放一小團棉花，裝好帶導(dǎo)管的軟木塞；定：將試管固定在鐵架臺，試管夾應(yīng)夾在試管中上部，試管口應(yīng)略向下傾斜；點：點燃酒精燈，先來回移動，使試管預(yù)熱，然后將火焰集中在藥品處加熱；收：采用排水法收集氧氣，理由氧氣不易溶于水。當(dāng)氣泡連續(xù)且均勻開始收集；離：將導(dǎo)管移開水槽；熄：熄滅酒精燈； 2)H2O2的催化分解反應(yīng)：照裝置圖連接實驗裝置；檢查裝置的氣密性：關(guān)閉分液漏斗的活塞，用手捂住具支錐形瓶，觀察玻璃導(dǎo)氣管中的液面變化；采用排水法收集氧氣，當(dāng)氣泡連續(xù)且均勻開始收集；氧氣基本不再產(chǎn)生時，先將導(dǎo)氣管移開水槽，再逐步拆卸裝置。2.O2性質(zhì)驗證1)木炭C在O2中的燃燒：操作方法：用坩堝鉗夾取一小塊木炭

5、，用酒精燈加熱至紅熱狀態(tài)，將集氣瓶上的毛玻璃片移開，用坩堝鉗夾著木炭緩慢放入，觀察現(xiàn)象；實驗現(xiàn)象：木炭劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出大量的熱，并產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體；反應(yīng)方程式：點燃C+O2CO22)鐵絲Fe在O2中的燃燒：操作方法：將細鐵絲纏繞在火柴棒上，用坩堝鉗夾著鐵絲另一端，用酒精燈點燃火柴，待火柴燃燒將盡，剩下紅熱的余燼，將紅熱的鐵絲緩慢放入底部有少量水或細砂的集氣瓶，觀察實驗現(xiàn)象；實驗現(xiàn)象：鐵絲劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，并生成黑色固體；反應(yīng)方程式：點燃3Fe+2O2Fe3O4 3)硫磺S在O2中的燃燒：操作方法：用紙糙取少量硫磺放入燃燒匙，用酒精點燃，緩慢將燃燒匙放入氧氣的

6、集氣瓶中，觀察現(xiàn)象，待反應(yīng)基本完成，取出燃燒匙迅速放入已準(zhǔn)備好的水中，并給集氣瓶中倒入少量水吸收產(chǎn)生的氣體；實驗現(xiàn)象：硫磺在氧氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生藍紫色火焰，放出大量熱，并生成有特殊刺激性氣味的氣體；反應(yīng)方程式：點燃S+O2SO2 4)石蠟在O2中的燃燒：操作方法：用坩堝鉗夾取一小段石蠟，用酒精燈點燃，緩慢放入氧氣的集氣瓶中，并在集氣瓶上方倒放一個干燥的燒杯，觀察實驗現(xiàn)象；實驗現(xiàn)象：石蠟在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出蒼白的光，放出大量熱，并生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，干燥的燒杯壁上有水珠生成；反應(yīng)方程式：石蠟+O2點燃CO2+H2O三、實驗應(yīng)注意的事項1.使用KMnO4制氧氣時應(yīng)將試管口略向下傾斜，使

7、氧氣更易排出；2.使用KMnO4制氧氣需在試管口放入適量脫脂棉，防止崩裂的KMnO4進入導(dǎo)氣管，造成堵塞或者使水槽水變成紅色；3.收集氧氣時必須等氣泡均勻再收集，避免氧氣不純影響性質(zhì)實驗的反應(yīng)；4.氧氣收集完成后，必須先移開水槽中的導(dǎo)氣管再熄滅酒精燈，防止水槽中的水由導(dǎo)氣管倒流回炙熱的試管造成試管炸裂；5.做鐵絲燃燒的實驗必須在集氣瓶底部鋪上少量細砂或倒入少量水，防止反應(yīng)生成的炙熱的黑色固體與集氣瓶接觸使集氣瓶炸裂。四、相關(guān)文獻與重點文獻綜述1、用KMnO4制O2的優(yōu)點是不用催化劑，加熱分解的溫度要比KClO3分解法低，操作方便、安全，適于學(xué)生分組實驗。但由于KMnO4分解產(chǎn)生O2沒有充分利用反應(yīng)物中的氧元素，故反應(yīng)物的利用率較低。另外，KMnO4在加熱分解時，顆粒容易崩裂而從導(dǎo)氣管進入水槽，或?qū)е聦?dǎo)氣管阻塞。故反應(yīng)時在試管口放一團脫脂棉即可。2、H2O2制O2不用加熱，常溫下即可反應(yīng)，另外，反應(yīng)后的產(chǎn)物除了O2外，其余都是H2O，安全環(huán)保，產(chǎn)率較高。3、改進后發(fā)生裝置的優(yōu)點通過分液漏斗逐滴向錐形瓶中加入過氧化氫溶液可以很好地控制反應(yīng)速率，是氣體均勻產(chǎn)生，便于收集?？梢苑奖愕目刂品磻?yīng)進程，隨時停止以節(jié)約藥品。五、參考文獻段玉峰.綜合訓(xùn)練與設(shè)計M.2002年8月.:科學(xué),2001年.214-218.李明媚.對氧氣的性質(zhì)和制取實驗的幾點思考J.實驗教學(xué),2