氧气的制法和性质

氧气的制法与性质一、实验目的掌握实验室制取和收集氧气的方法及其性质实验的操作技巧;初步掌握本实验的演示教学方法。二、实验原理MnO,氯酸钾法：2KC1O3_^2KC1+3O2t高镐酸钾法：2KMnO^K2Mn0.t+Mn02+02t/I, MnO,过氧化氢法：2HQ2——2H20+02t上述三种方法的比较：优点缺点仪器装置氯酸钾法转化率很高若反应物不纯则会出现爆炸，且反应过快固固加热型高镐酸钾法无需催化剂，且加热的温度低，气体均匀转化率低固体加热型过氧化氢法产物环保清洁,且装置简单具有腐蚀性（小）液固不加热型考虑到安全因素，实验室制取氧气时，我们通常选用高镐酸钾法和过氧化氢法。氧气的性质：物理性质：在通常状况下，Q为无色无味的气体。在标准状况下，的密度（1.429gT‘）比空气的平均密度（1.293gT）大。不易溶于水（每升水溶溶解。2约30ml）o所以通常采用排水法收集氧气。化学性质：Q的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃火高温条件下可以喝大多数金属、非金屈发生反应，放出大量的热。三、仪器、材料与药品硬质大试管、试管夹、锥形瓶、分液漏斗、单孔橡皮塞、30°玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶（共五只）、毛玻璃片（共五片）、橡皮软管、铁架台（配铁夹）、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、址烟钳Mn02、KMnO2、30%压02、蒸儒水（本次实验由于没有蒸儒水，故用自来水替代，对实验结果影响不大）、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛。四、实验内容（1）、高镐酸钾制取氧气（验证实验）有气体参与的实验都要检验装置的气密性。将玻璃弯管放入水中，用手或者热毛巾捂住试管底部或加热试管底部，看是否水中有气泡，若有则气密性良好。再准备1只集气瓶，装满水后用毛玻璃片横切瓶口，盖住以不留水泡为度，备用。然后称取3g高猛酸钾于纸槽内，平托硬质玻璃管，将纸槽深入管底后直立试管，管口放上脱脂棉后，塞紧单孔塞。否则，药品会随产生的气流喷向试管口。按照从左到右，从下到上的原则连接装置。点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，导气管开始有气泡冒出，待气泡快速、均匀冒出时，即表示管中空气排尽，这时将导气管伸进集气瓶集气。当集气瓶口冒出第一个气泡时，表示己集满这时用毛玻璃片盖住瓶口，移出水面，先取出导管再撤离灯火，以防水被倒吸。（2）、双氧水制取氧气检测气密性方法同高猛酸钾法。在蒸儒烧瓶中装入IgMnQ,用带有分液漏斗的塞子塞住烧瓶，分液漏斗中装入H：A，其质量分数以10%〜15%为宜（与水的体积比：1：1〜1：4）。溶液中RO?过少，反应太慢，过多则因反应剧烈而引起爆炸事故。30%的Hm20mL,与蒸僧水1：1混匀后使用。收集同高猛酸钾法（排水法收集），如此收集3瓶。压。2压。2法制取02实验装置图⑶、氧气的性质检测1、硫在中的燃烧取一洁净的燃烧匙，放入少量硫黄粉，酒精灯上加热至燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰。然后将燃着的硫匙由上往下缓缓伸进集有0的集气瓶中，这时火焰的颜色呈现为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气味的so?气体生成。为避免污染空气，将燃烧匙取出后及时淬入盛有冷水的大烧杯中。实验现象：在空气中硫燃烧是淡蓝色火焰，在氧气中燃烧呈明亮的蓝紫色火焰2、 碳在S中的燃烧用珀崩钳或镣子夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热，再缓慢伸进盛满Q的集气瓶中。实验现象：可看到木炭燃烧得更剧烈，并发出白光。给此集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变混浊。3、 铁在。2中的燃烧准备一条铁丝.（粗细以石棉网上的铁丝.为度或比它更细），用砂纸擦亮后弯成螺旋状，其端部缚一根火柴，点燃火柴，烧至火柴将尽是，伸入铺有水的集气瓶中，会看到铁丝.在Q中燃烧，火星四射，并生成黑色的熔融物Feq。在此实验中，火柴燃烧到何种程度时将铁统伸入集气瓶中是实验成功的关键，伸入太早，看到的是火柴棍燃烧的现象；太晚，则无法点燃铁幺奴可不用火柴，而将螺旋状铁统蘸入酒精中拿出，点燃铁丝.上的酒精后伸入盛满Q的集气瓶中。五、注意事项用高猛酸钾制取氧气时，要给试管口堵上脱脂棉，防止堵塞。控制分液漏斗活塞时要用左手，且由于双氧水分解快气流大，所以要滴加双氧水。H2O2在pH=4时最稳定。炭粉及尘埃都能使玲。?分解，在碱性溶液中分解最快。为防止分解，保存时可加入少量磷酸作为稳定剂，并贮存在不透明的塑料瓶中。使用时可加入少量碱。30%的&Q对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作时应戴上防护手套。由于出。2易分解，稀释时应当用蒸儒水，并在用前稀释。做（V性质实验时，燃烧物一定要放置于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。另外，在做铁统燃烧实验时，集气瓶底一定要铺细砂，当生成物较少时可以用水代替，因熔铁落入水中后，导热不良，高温的融熔物质会使集气瓶破裂。六、 实验反思试管口的脱脂棉太少，水槽中的水成了紫色，以后应稍微放多点。HA在有催化剂存在时，常温下即可分解出02来。从绿色化学的角度来看，HA制Q最好,KMnOi最差。化学用语应专业，不要出现“它……”、"测性质”“冒泡”等不专业的语言。在实验过程中要注意和学生的眼神交流；及提问技巧，对回答要积极的鼓励与必要的表扬；要解放双手，还要与学生互动。实验开始时要强调本节课的目的及重点，实验时和实验结束后要询问同学们哪些地方还不懂，以及这节课学到了什么。七、 对于此次实验的改进从理论上分析，实验室制取氧气，双氧水的温度和浓度、催化剂的种类和用量、催化剂与双氧水接触的表面积都会影响双氧水分解放出氧气的速度。在不同的温度下，笔者选择不同浓度的双氧水，选用不同种类的催化剂和不同的用量、不同的二氧化锭粉末与水泥的质量配比，进行优化选择的对比实验。通过正交试验法进行双氧水制氧的方法改进，最后得到比较合适的实验条件：室温下双氧水浓度约10%〜15%,固体催化剂中二氧化镐粉末与水泥的质量比1：2或1：1o制取装置改用启普发生器.固体催化剂的制作方法：二氧化镐与水泥的质量比1：2或1：1,加适量的水搅拌均匀，制成黄豆大小的固体颗粒，24小时后晾干固体化，可以用做制取氧气的催化剂。⑴实验的主要优点和注意点：在实际教学中，可以根据需要，用于课堂演示实验和学生实验。实验的主要优点：可以连续制取氧气，制气时可控制反应的速度，防止双氧水快速反应时的喷射现象。制得的氧气纯净，实验现象明显，操作简便。催化剂可以回收利用，反复使用实验的重复性好，再现效果好。最后的产物是水，对环境没有污染，环保。⑵实验过程中要注意点：双氧水稀释配制后及时用，不能久放。固体催化剂要冲洗、晾