氧气的制法与性质.doc

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氧气的制法与性质

氧气的制法与性质 姓名:洪浩 2011级化学一班第3实验小组 邮箱:809250023@ 一、实验目的与要求 1.掌握实验室制取和收集氧气的方法以及性质实验的操作技巧 2.初步掌握本实验的演示教学方法 二、实验原理 1.高锰酸钾法: 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 2.过氧化氢法: 2H2O22H2O+O2↑ 3.氧气的性质: 在通常状况下,O2为无色无味的气体。在标准状况下,O2的密度是1.429g·L-1,比空气的平均密度(1.293g·L-1)大。不易溶于水,每升水能溶解氧气约30mL。 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。 三、仪器、材料与药品 仪器:硬质大试管、集气瓶、水槽、毛玻璃片若干、锥形瓶、分液漏斗、单孔橡皮塞、30°玻璃弯管、120°玻璃弯管、橡皮软管、酒精灯、火柴、铁架台、铁夹、药匙、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳、试管架、试管、试管夹。 药品及材料:脱脂棉、砂纸、MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。 四、实验内容及实验步骤 1.O2的制取与收集 ⑴用KMnO4分解制取氧气的优点是不使用催化剂,加热分解温度较低,操作方便、安全,适用于学生分组实验。但该法反应物的利用率较低。 步骤: ①将大试管、单孔塞、导气管等组合好后先进行气密性检测; ②取8g KMnO4加入干燥硬质试管中,为防止KMnO4在加热时,颗粒由于迸裂而从导气管冲进水槽导致气管阻塞,在试管口放一团脱脂棉,塞进单孔塞,连接好玻璃弯管和橡皮软管,将整套装置固定在铁架台上,试管口略微向下,调整高度,再将30o玻璃弯管一端伸入装有水的水槽中; ③点燃酒精灯,加热KMnO4,可以看到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; ④当集气瓶口冒出第一个气泡时,表示已集满O2,这时用毛玻璃片盖住瓶 KMnO4加热分解法流程图 按上图连接装置 ⑵H2O2分解法 H2O2分解法无需加热,常温下即可反应。另外反应产物除了O2就是H2O,均对环境友好,值得提倡。 步骤: ①在锥形瓶中装入1.0g MnO2,用带有分液漏斗的塞子塞住烧瓶,在锥形瓶瓶口支管处连接好橡皮软管,另一端连30o玻璃弯管,伸入水槽中; ②分液漏斗中加入30%H2O2与蒸馏水以1:2稀释好的H2O2溶液; ③缓慢滴加H2O2溶液与MnO2反应,控制H2O2流速,不宜使反应剧烈而引起喷发事故,看到导气管口开始有气泡冒出,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; ④当集气瓶口冒出第一个气泡时,表示已集满O2,这时用毛玻璃片盖住瓶口,移出水面。 ⑤共收集4瓶纯净的O2,反应完毕,按顺序拆除反应装置。 实验装置如下: H2O2分解法操作流程图 按上图连接装置 2.O2的性质 ⑴硫黄在O2中的燃烧 ①取一洁净的燃烧匙,放入少量的硫黄粉,在酒精灯上加热至熔化、燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰; ②将燃着的硫匙由上向下缓慢伸进集有O2的集气瓶中;火焰的颜色呈明亮的蓝紫色,并伴有刺激性气味的SO2气体生成。 ③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。 反应方程式为:S+ O2SO2 示意图如下图: ⑵碳在O2中的燃烧 ①用坩埚钳或镊子夹取一小段木炭,在酒精灯上烧至红热; ②再缓慢伸进盛满O2的集气瓶中,可看到木炭燃烧得更加剧烈并发出白光; ③给此集气瓶中倒入少量澄清石灰水,振荡可观察到石灰水变浑浊。 反应方程式为:C+O2CO2 示意图如下图: ⑶铁在O2中的燃烧 ①将一条用砂纸擦亮后的铁丝缠绕在一根火柴的尾部,用坩埚钳夹起,点燃火柴,烧至火焰将尽、铁丝红热; ②伸入已盛有少量水的集气瓶中,看到铁丝在O2中燃烧,火星四射,并生成黑色的Fe3O4。 反应方程式为:3Fe+2O2 Fe3O4 示意图如下图: ⑷蜡烛在O2中的燃烧 ①用小刀截取长约1cm长的蜡烛一段(取

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