探究实验设计氧气的实验室制取

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1、探究实验设计之氧气的实验室制取1.化学反应原理实验索可利用氯酸钾与二氧化猛混合加热高鑼酸钾加热或过氧化氛溶液和二氧化僦混合制取氧气。2KC1O,=^=2KC1+30：t2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O22H2O2^^2H2O+O2t如果实验室缺少Mn()2时，可用KMnO.KFe20：?.CuO等代替Mn02,效果也很不错，而且价格比MiA低得多。2.实验仪器：试管、酒粕灯、铁架台、带导管的单孔塞、分液漏斗、带导管的双孔塞、水槽、集气瓶、玻璃片。实验药品：高猛酸钾、二氧化镒、3%过氧化氢溶液。3.探究方案：⑴加热高镒酸钾制氧气%1按图8-1所示，将装置连接好。图S-

2、1%1检查装置的气密性。若气温较高，川手握方法加热试管的效果很差，几乎看不到导管口冇气泡冒出。此时，可用酒精灯微微加热试管，观察导管II是否有气泡放出。再移却酒精灯，静宜一会，可观察到水进入导管，在导管里形成一段水柱。证明装置的气密性完好。%1在试管内装入约7g左右高讎酸钾(用250mL集气瓶收集，可收集到两瓶气体)，按要求装好装置：铁夹夹持试管前半端，试管口略向下倾斜；并在试管口部位加一团棉花。%1点燃酒精灯加热，待导管末端气泡均匀放出时，用排水集气法收集气体。加热时，应从前往后慢慢移动洒梢灯。若先加热试管后端，气流会将高猛酸钾粉尘冲到导管内。%1待气泡从集气瓶口往外冒出时

3、，用水下盖住集气瓶口，移出水而，正放在桌而上待用。%1将导管从水槽出取出。熄灭酒精灯，停止加热。⑧用带火星木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明收集的气体是氧气。⑶用过氧化氢和二氧化镒混合制取氧气。%1按图8-2所示，将装置连接好。图8-2%1检杳装置的气密性：用止水夹夹住胶皮管，向分液漏斗中注入水，打开分液漏斗活塞，水不会持续流入锥形瓶小，证明装査不漏气。%1在锥形瓶中加入适量的二氧化猛。塞上塞子。%1在分液漏斗中加入过氧化氢溶液，打开塞子，缓慢滴入溶液（根据反应速度确定滴加过氧化氢溶液的速度）。%1待气泡均匀且较快放出时，用排水法收集气体。%1关闭分液漏斗活塞，从水槽小取出导管

4、。清理实验台。1.探究评价：（1）用氯酸钾和二氧化猛混合物制取氧气操作比佼简便，产生气体速度适中，易控制反应速度,但由于冇副反应，会使收集到的氧气带冇白烟，同时冇较浓厚的氯气气床。笔者曾用湿润的淀粉碘化钾试纸测试所生成的氧气，试纸变蓝色，说明气体屮混有氯气。因此不是实验室制取氧气的最佳选样。氯酸钾制収氧气最大的缺点是不安全，若氯酸钾中混有可燃性物质，在加热吋会发牛•赢烈爆炸。如：2KC1Oj+3C—2KC1+3CO>t因此，用氯酸钾和二氧化镒混合加热制取氧气前，一定要对二氧化镒进行事先处理。一般可以将二氧化猛放入塩埸内用酒精喷灯灼烧，若发现二氧化镒屮有火星放出，说明其小混有可

5、燃性物质。必须灼烧足够吋间，直到无火星放出时为止。该实验中，二氧化鎰加入的量决定了反应的速度，二氧化猛越多，反应速度越快。一•般地，教师演示实验，加入的二氧化猛质量约为氯酸钾质量的三分Z—为宜，学生实验以五分Z—比较好。⑶用高镒酸钾制取氧气，产生气体的速度比较快，且儿乎没有副产物，是比较好的制取氧气的方法，但高镒酸钾的粉末颗粒很小，易被气体带入水槽屮，故实验时，需要在试管口置一团棉花。该实验最大的缺点是生成氧气的量比较少，生成的氧气的质量仅占高猛酸钾质量的10%左右，要制取较多的氧气，也不宜用该方法。⑶用过氧化氢溶液和二氧化猛的混合物制取氧气，很安全，不需加热，生成氧气速度较

6、快。但反应速度不易控制，必须通过控制分液漏斗滴加溶液的速度来控制反应速度，对丁初做实验的学生来说，有一定的难度。为了使反应速度不至于过快，过氧化氢溶液的速度需控制好。教师演示实验时，可控制过氧化氢溶液的浓度在5%〜8%之间，学生实验时，必须控制过氧化氢溶液的浓度在3%以下。1.资源开发：⑴除二氧化猛上，还有很多物质可用來做该反应的催化剂。这些物质包括：Ti02、V2O5、O2O3、M0O3、P2O5、MnSOi、NaHSOnN/SzO?、CeyVh、CuO>Fe2°3、Pb()2、ZnO^AI2O3、A12(S0i)3>CaCl2sKC1、NaCKCaO、SiO2.碱石灰、细

7、砂子、粉笔灰、碎瓷粉、砖瓦粉、玻璃粉、粘土、石灰石等。其中FeO、CuO、PbO》等的实际效果，从表血上看，比血0川勺催化效果还要更好些。验室若无二氧化鎰吋，完全可以用以上物质代替。⑵用过氧化氢溶液时，若无二氧化猛，除用以上物质代替外，还可以用高猛酸钾代替，也冇理想的放出氧气的速度。⑶用过氧化氢溶液制取氧气时，可以用医用注射器代替分液漏斗，装置如图8-3所示，还可以用塑料瓶代替分液漏斗，装置如图8-4所示。过氧化氢溶液图8-3过氧化氢溶液图8-4⑷可以不加催化剂而用直接加热过氧化氢溶液的方法制取过氧气