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1、氧气的制备与性质实验报告一、实验目的与要求1. 掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作；2. 初步学会本实验的演示教学方法。二、实验原理1 过氧化氢法：2H2O2竺2H2O+O2T2. 高镒酸钾法：2KMnO4 =K2MnO4+MnO2+O2T3. 氧气的性质：（1）物理性质：在通常状况下,0,为无色无味的气体。在标准状况下，0,的密度（1.429g/L）比空气的平均密度（1.293g/L）大。不易溶 于水（每升水溶解O约30mL），所以，氧气釆用排水法收集。（2）化学性质：氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃或高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应,放出大量热。本 次实验主要
2、通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在0,中燃烧的实验现象及反应产物来验证0：支持燃烧的化学性质。三、仪器、材料与药品硬质大试管、抽滤瓶、分液漏斗、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶、毛玻璃片、橡皮软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坨祸钳、细砂、试管及试管架；MnCh、KMnCU、30%H2O2s硫黃、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。四、实验步骤1. 氧气的制备与收集（1）过氧化氢分解制备法 安装实验装置如图: 实验步骤：a、检查装置气性:b、在蒸憎烧瓶中加入0.5-1.5gMnO2,用带有分液漏斗的塞子塞住烧 瓶，分液漏斗中加入H2O2 （与水各20mL稀释为
3、质量分数15%） ； c、用排水法收集（氧气不溶于水）。反应开始后，待气泡快速、 均匀冒出时开始收集，此时管中空气已排尽，当集气瓶冒出第一个大气泡时，表示已集满，这时用毛玻璃片盖住瓶口，移除水面，如此连续 收集四瓶。 实验现象描述：a、打开分液漏斗的活塞后，可以观察到有气泡迅速冒出；b、同时观察到蒸镭烧瓶中出现烟雾。 现象分析：a、过氧化氢与滴入蒸懈烧瓶中与二氧化猛（催化剂）接触，迅速分解产生大量氧气和水蒸气形成了雾,从而看到水槽中气泡迅速冒出；b、蒸懈烧瓶中产生了大量气体，二氧化猛固体颗粒被气流冲起形成烟。 关键技术：a、控制好滴加过氧化氢的速率；b、过氧化氢用前要用蒸谓水稀释至15%左右。
4、c、漏斗口一定要保持在液面以下，以免气体从漏斗排出，影响实验的进行。 安全性分析：a、溶液中过氧化氢过少，反应太慢，过多则因反应剧烈而引起喷发事故：b、过氧化氢制氧气不用加热，常温下即可反应；c、反应后的产物是氧气和水，不会污染环境,是一种比较绿色的制备氧气的化学方法；d、30%的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作 时应戴上防护手套。（2） KMnO4加热分解制备法 安装实验装置如图: 实验步骤：a、检查装置气密性;b、取10克KMnO4加入硬质试管中，管口放脱脂棉,塞进单孔塞；c、点燃酒精灯后，先预热试管，然后集中在试管的中下部加热；d、 用排水法或向上排空气法收集（氧气比空气密度大）；C
5、、排空法需用带火星的木条验证氧气是否已经集满，若木条复燃，则集满,否则需 要继续收集。 实验现象描述：a、观察到KMnO4颗粒在加热时有强烈的迸裂；b、伴随有少量烟产生。 关键技术：a、在加热时,颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽，或致导气管堵塞，因此要在试管口放一团脱脂棉；b、加热KMnO4时，缓缓向后移动酒精灯,保证高猛酸钾能够充分反应，增加氧气产量；c、将导气管伸至集气瓶底部，尽量排尽空气。 安全性分析：a、用高镭酸钾分解制氧气的优点是不用催化剂，热分解的温度要比氯酸钾法低：b、加热时应将试管向下倾斜。以上步骤可以记为:查一装一定一点一收一离一熄（茶庄定点收利息） 查一一检查装置的气密性装一
6、一装药品受热，否则会因冷热不均炸裂试管） 骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片）A 上加热至燃烧，然后将燃着的硫匙缓缓伸进有02的集气瓶中。定一一把试管固定到铁架台上点-点燃酒精灯加热（先预热,注意：一律先让试管均匀收一一收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）离-一-把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步熄-一-熄灭酒精灯2.02的性质（1）硫在氧气中的燃烧:S+O2SO2 实验步骤：取一洁净的燃烧匙，放入少量硫磺粉,酒精灯 实验现象：a.硫磺粉在酒精灯上加热至燃烧时,在黑色背景下看到：发出微弱的淡蓝色火焰：b、硫匙缓缓伸进有02的集气瓶 中可以观察到这时火焰颜色为明亮的蓝紫色
7、，并伴有刺激性气体生成。 注意事项：a、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。b、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶 壁，以防集气瓶炸裂。（2）灰在02中的燃烧:C+O2业CO2b、缓慢将木炭伸进02瓶中，观察实验现象：C、给此集气瓶烈，并发出口光，并伴有少量烟产生。b倒入少量澄清石灰水, 实验步骤：a、用堆埸钳夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热; 中倒入少量澄清石灰水，振荡，观察实验现象。CO2+Ca（OH）2=CaCO.4+H2O 实验现象：a、木炭伸进O?瓶中实验现象为：木炭燃烧的更剧 振荡后的实验现象为：石灰水变混浊。 注意事项：燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近
8、瓶壁，以防集气瓶炸裂。 铁在02中的燃烧：3Fe+2O2Fe3O4装置同上 实验步骤：a、取一条细铁丝，砂纸擦亮后将铁丝缠绕于火柴棍上,充分利用火柴燃烧的热量将铁烧至红热；b、点燃火柴，用坨竭钳夹住火柴一端，烧至火焰将尽时，竖直将其伸入到铺有一层细沙的02集气瓶中，观察实验现象。 实验现象：a、空气中只能看到铁丝被烧红，火柴燃尽；b、看到铁丝在氧气中燃烧，火星四射，并伴有少许烟产生，瓶壁可观察到有黑色的熔融物。 注意事项：a、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂；b、集气瓶底一定要铺细砂，而不能用水代替。因熔铁落 入水中，导热不良，高温的熔融物会使集气瓶底炸裂。铁在空气中不能
9、剧烈反应，在氧气中能够反应强烈。（4）蜡烛在氧气中的燃烧：CO2+Ca（OH）2=CaCO.4+H2O 实验步骤：a、用小刀截取4cm左右长蜡烛一段，放入燃烧匙，点燃后伸入用排空气法收集的氧气瓶中，观察蜡烛燃烧的实验现象；b、 向集气瓶中注入少量石灰水，振荡，观察实验现象。 实验现象：a、蜡烛在氧气中燃烧时火焰更加亮白；b、瓶壁上有水珠出现；c、振荡后集气瓶中出现混浊。蜡烛是有机物，含有C、H 元素，与氧气反应生成CO2和H2O,CO2能使澄清石灰水便混浊。 注意事项：a、为了鉴定水的生成,此瓶氧气必须是用排空气法收集；b、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。五、讨论与研究
10、1、过氧化氢是液态，只需加入催化剂二氧化猛就可以反应，不需要加热，而且可以根据需要随开随停，并可以通过过氧化氢帑液的滴加速度来 控制反应的速度和通过烧瓶内气体的冒出速度来判断反应速度，产物是水没有污染。2、加热高镭酸钾制氧气的优点：能产生较为稳定的气流,反应速率适中，危险小。KMnO4加热的温度高于200C,便有O?产生。缺点：原料 价格高，氧元素利用率低，反应装置复杂,操作不当容易引起试管炸裂，固体废弃物对环境有负面影响。3、在演示教学中我认为要做到以下儿点：(1).搭装置的方向要为学生服务，并且药品标签要面朝学生。(2).在实验过程中，药品的放置 可离操作者更近，灯具放置较远。(3).做实验时老师离反应中心应有一段距离，例如铁丝在氧气中燃烧，火星四射，老师不应该太靠近集气瓶。(4).在整个实验过程中，装置和样品的摆放有有序美观，教师的操作要尽量简洁大方。(5).在氧气的性质验证实验中，尽可能不要动收集好的 集气瓶，以免影响实验效果。六、参考文献11柴文锋氧气的制法相关知识问答J.中学理科：初中数理化，2003年,7期：4 2任晶晶.实验室制氧气解疑J.化学教学,2009, (9)2 李明娟.对氧气的性质和制取实验的几点思考J.中学化学教学参考,2004, (Z1)3 徐良水.氧气性质考查新视点J.中学生数理化(初中版)(中考版)，2006, (Z1)
《氧气的制备与性质》实验报告
