微型化实验制氧气.doc

实验室制取氧气微型化 微型化学实验（microscale chemistry experiment或microscale laboratory，简写为 M.L，又称microscale chemistry）被誉为“化学实验的革命”，是最近 20年在国内外迅速发展的一种化学实验的新方法。微型实验不是常规实验的简单缩微或减量，而是在微型化条件下，对实验重新设计和探索，达到以尽可能少的试剂用量来取得尽可能多的化学信息的目标。微型化学实验是绿色化学的一项内容，在化学教学中采用微型实验，其经济效益、环保效益和教学效果是显著的。微型实验在激发学生学习的兴趣，强化动手能力的训练，培养创新思维，树立环保观念上也有着独特的功效。 氧气制取和性质的实验是初中阶段学习的一个气体制备和性质的实验。教材中介绍了常温下过氧化氢（H2O2）在二氧化锰（MnO2）催化作用下分解制取氧气的实验。 教科书的实验装置比较复杂、实验过程中不能有效控制反应速度、缺少回收措施，还存在安全隐患。根据化学方程式计算发现，20 mL 15 % H2O2能制得 1087 mL O2，可收集 8~9瓶（125 mL），而 50 mL 15 % H 2O2则能制得 2717 mL O 2，可收集 21~22瓶！教科书上氧气性质的实验仅需 4~5瓶 O 2。可见，实验所用的 H 2O2用量过大，药品浪费严重。而老师在讲台上演示硫在氧气中燃烧、磷在氧气中燃烧实验时，讲台周边弥漫着大量有刺激性味的烟雾，污染了环境，严重影响了师生的健康。 因此，结合中学教学实验的实际情况，探索微型实验装置具有普遍的现实意义。我们设计了一个简洁、安全、可控、操作方便、现象明显、“资源节约、环境友好”的新装置，开发了氧气制取和性质的微型实验。研究表明，该实验装置操作简单，节约试剂，节省时间，而且极大地提高了实验的安全性，增强了实验的趣味性。.. 1实验室制氧气应做到“三防五抓”。 1.1实验室制氧气要“三防” 1.1.1防装置漏气 装置连接好后必须检验气密性, 避免因装置漏气而长时间收集不到氧气。 1.1.2防收集的气体不纯 用排水法收集氧气时, 要让水槽中的气泡均匀连续产生后才能开始收集, 否则会使收集的氧气不纯。 1.1.3防导管伸出塞子过长 如果试管内的导气管伸出塞子过长, 不易把试管内的空气排尽, 且生成的气体难于导出。 1.2实验室制氧气要“五抓” 1.2.1抓反应原理 过氧化氢（H2O2）在二氧化锰（MnO2）催化作用下分解制得氧气。 1.2.2抓收集检验方法 气体的收集方法取决于该气体的性质.凡难溶于水的气体,通常用排水法收集;密度比空气大的气体可用向上排空气法收集;密度比空气小的气体可用向下排空气法收集.由于氧气易溶于水,故可用排水法收集;又因为氧气密度比空气密度略大,因此也可以用向上排空气法收集.两者比较,收集氧气最好用排水法.将带火星的木条伸入到收集气体的集气瓶中,如果木条复燃,则证明收集的气体是氧气。 1.2.3抓主要操作步骤 实验室制取氧气的原理不同，实验操作步骤不同。若采用加热氯酸钾或高锰酸钾的方法.则实验室制取氧气的主要操作步骤按先后顺序可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”七字诀。 不能颠倒. 1.2.4抓实验注意事项 （1）伸入试管内的导管不宜过长,以刚露出橡皮塞为宜,使产生的气体能顺利导出. （2）用排水法收集氧气,当刚产生气泡时不宜立即收集,因为此时的气体不是纯净的氧气; 当气体均匀而连续放出时开始收集.当瓶口有气泡逸出时,说明已收集满氧气.此时,先在水面下盖好玻璃片,再移出水面,并正放在实验台上. 1.2.5抓装置迁移 通过对制氧气所用药品及反应条件的分析可知,凡是固体和液体反应不加热制取气体的反应都可采用与实验室制氧气相同的发生装置. 2 实验部分 2.1绿色微型化的实验装置 2.1.1 装置材料 注射器（5 mL）、小玻璃瓶（约 15 mL）、废圆珠笔芯（两段）、一段自行车用的小橡皮管、儿童果品盒一个。 2.1.2 实验装置及组装 （1）将两段废圆珠笔芯弯成 90°，两端各连接上乳胶管，其中一段废圆珠笔芯穿过一个青霉素瓶的瓶塞。 （2）取 1号胶木塞一只，用锥在其中心附近打一小孔，刚好能将一段废圆珠笔芯插入。 （3）将注射器针头插过胶木塞，用火烧去针头中的胶木屑，使其畅通。 （4）取一个 15 mL的小玻璃瓶作反应容器，其他的小玻璃瓶作集气瓶。 （5）连接各部分仪器，整个装置小巧玲珑，安全简洁，还省去了铁架台！ 实验装置如下图所示: 注射器 2ml 15％H2O2溶液 小玻璃瓶 小玻璃瓶 儿童果品盒