氧气制取及性质实验报告(中教).docx

《氧气的制法与性质》实验报告一、实验目的与要求掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作；初步学会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： 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑3.氧气的性质：（1）物理性质：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（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O2约30mL），所以，氧气采用排水法收集。（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。本次实验主要通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在O2中燃烧的实验现象及反应产物来验证O2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、坩埚钳、细砂、试管及试管架；MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、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①安装实验装置如图：②实验步骤： a、检查装置气性；b、在蒸馏烧瓶中加入 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。③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、同时观察到蒸馏烧瓶中出现烟雾。④现象分析： a、过氧化氢与滴入蒸馏烧瓶中与二氧化锰（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、蒸馏烧瓶中产生了大量气体，二氧化锰固体颗粒被气流冲起形成烟。⑤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馏水稀释至 15%左右。 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。⑥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①安装实验装置如图：②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）； e、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。③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。④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，保证高锰酸钾能够充分反应，增加氧气产量；c、将导气管伸至集气瓶底部，尽量排尽空气。⑤安全性分析： a、用高锰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—装—定—点—收—离—熄(茶庄定点收利息)查----检查装置的气密性装----装药品定----把试管固定到铁架台上点----点燃酒精灯加热(先预热，注意：一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)收----收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）离----把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片）熄----熄灭酒精灯2.O2的性质(1)硫在氧气中的燃烧: S+O2 点燃 SO2①实验步骤：取一洁净的燃烧匙，放入少量硫磺粉，酒精灯上加热至燃烧，然后将燃着的硫匙缓缓伸进有 O2的集气瓶中。②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 O2的集气瓶中可以观察到这时火焰颜色为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气体生成。③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）炭在 O2中的燃烧: C+O2 点燃 CO2①实验步骤： a、用坩埚钳夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热； b、缓慢将木炭伸进 O2瓶中，观察实验现象；