初中实验室能收集到100％的氧气？——DIS探究哪种方法收集的氧气更纯些.pdf

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1、·实验教学研究·初中实验室能收集到100％的氧气?DIS探究哪种方法收集的氧气更纯些张志辉(常州市朝阳中学江苏常州213000)摘要：运用DIS数字实验技术测量制得氧气含量，得出利用初中常见制取氧气的方法是不可能收集到100％~氧气，并分析其中可能原因。关键词：氧气；制取；浓度；DIS；初中文章编号：1008—0546(2013)12—0092—02中图分类号：G633．8文献标识码：Bdoi：10．3969／j．issn．1008-0546．2013．12．037[问题的提出]过浓硫酸后收集，测氧气浓度。最近参加省初中实验设计大赛，一位选手讲铁丝[探究方案]与氧气反应创新实验设计。多次提到利

2、用双氧水分1．用双氧水催化分解的方法制氧气，用排水法收解，通过排水法收集到20％、40％、60％、80％、100％的集满3瓶氧气如图1。氧气做实验，讲得非常精彩。2．按照装置图组装实验装置。用数据线连接计算我存在疑惑：初中实验室制氧气常见方法两种：机、数据采集器、氧气传感器、如图2所示。高锰酸钾热分解和双氧水催化分解；收集方法两种：向上排空气法和排水法。利用上述方法能收集到100％的氧气吗?我们一般认为氧气的密度因与空气的密度相差不大．最好采用排水法收集，真是排水法收集到氧气秘浓度更大?因为水蒸气的存在，排水法是不可能收集图1图2到100％的氧气的。那初中实验室用哪种方法制氧气，3．打开DIS

3、LabV6．0实验软件系统，点击“通用哪种方法收集氧气，会使制得的氧气浓度更大些呢?软件”，系统自动识别所接人的传感器，并显示当前空[探究目的]气中氧气含量值如图3，数据记录在表1中。1．双氧水催化分解和高锰酸钾热分解利用同种方法收集氧气，两种方法制得的氧气浓度浓度关系比较；2．同种方法制得氧气，排水法和向上排空气法收集到的氧气浓度关系比较：3．对氧气干燥处理，排空气法收集到氧气浓度如何?[探究仪器及试剂]图3朗威q()DISLab6．0数据采集器、氧气传感器、计算4．将氧气传感器分别插人3个集满氧气的集气机、分液漏斗、锥形瓶、导管、集气瓶、酒精灯、水槽、瓶中，测各集气瓶中氧气含量值，记录数值

4、于表1。12％的双氧水、二氧化锰、高锰酸钾、水5．将步骤1中的收集方法改用向上排空气法收集f探究思路]满3瓶氧气(验满方法：以能使集气瓶口带火星的木1．用双氧水催化分解的方法制取氧气，分别用排条复燃后再收集30sE)，重复上述步骤4。水法和向上排空气法收集氧气，测氧气浓度。6用高锰酸钾热分解按步骤5方法收集满3瓶氧2．高锰酸钾热分解制氧气，用向上排空气收集。气．重复上述步骤4。3．用双氧水催化分解的方法制取氧气，将氧气通7．用双氧水催化分解的方法制氧气，将制得的氧一92一化学教与学2013年第l2期·实验教学研究·表1(空气中氧气含量：19．6％)制取方法双氧水催化分解高锰酸钾热分解双氧水催化

5、分解(氧气未干燥)(氧气未干燥)(氧气干燥)收集方法排水法向上排空气法向上排空气法向上排空气法氧气浓度／％65．5l66．1I65．966．5I66．8l66．769．6168．9l69．974-7Il75·2l75·0氧气均浓度／％65．866．769．575．0气通过浓硫酸后按步骤5方法操作。若气体与空气密度相差越大，收集到气体含量会相对[现象记录]大一些。排水法收集，因为水蒸气存在，所以也不可能[数据分析]收集到很纯的氧气。对于氧气而言，也并不是像我们1．测得空气中氧气含量为19．6％．没有达到我们平常所说的排水法比向上排空气法好．而是两种收集平常所讲的21％左右，这可能与所使用传感器的

6、准确方法都可以，收集到的氧气含量差不多。度有关，本实验使用的是同一氧气传感器，系统误差2．同样是用向上排空气法收集氧气，用高锰酸钾相同，不影响数据比较。比用双氧水制取的氧气浓度大些。这可能是与水蒸气2．通过表1数据我们可以发现：含量有关，双氧水制得氧气水蒸气含量高。(1)双氧水催化分解制氧气，氧气不经过干燥，则3．做铁丝(铁丝为一般铁丝。直径lmm)燃烧实验两种收集方法收集到氧气浓度差不多，向上排空气法时，用高锰酸钾制得氧气要比双氧水制得氧气成功率收集到氧气含量略大(大0．9％)；高些，这可能与氧气含量和水蒸气含量有关。但若用(2)高锰酸钾分解制氧气，氧气不经过干燥，向上干燥后收集的氧气实验就

7、一定会成功。排空气法收集到的氧气比双氧水催化分解制氧气向综上实验分析，利用初中制取氧气的方法在实验上排空气法收集到氧气含量大(大2．8％)；室是不能收集到100％的氧气的。(3)氧气经过干燥，向上排空气法收集到的氧气含量比不经过干燥收集到氧气含量大得多(分别大参考文献8．3％、5．5％)。[1]宋时雨．使带火星木条复燃的氧气浓度极限的实验研究[解释及建议][JJ_化学教学，2001，(8)[2]谭