一、氧气的制法(一).ppt

* * 【实验目的】 1. 使学生初步理解催化作用和催化剂的概念； 2. 使学生掌握排水法收集氧气的操作方法。 【实验原理】 1. 制取原理 氯酸钾在以二氧化锰作催化剂的条件下，可 在300℃左右受热分解产生氧气。反应的化学 方程式为： 一、氧气的制法(一) 2KClO3 2KCl+3O2↑ MnO2 △ 实验室中还可以用加热高锰酸钾的方法来制取 氧气。反应的化学方程式为： 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ △ 实验室中也可以用二氧化锰作催化剂来分解过 氧化氢的方法制取氧气。反应的化学方程式为： 2H2O2 2H2O+O2 ↑ MnO2 后两种制取法见二、三。 2. 催化原理 关于二氧化锰在氯酸钾的分解反应中的催化原理(机理)，到目前为止还没有肯定的解释。 有的文献认为中间产物是七氧化二锰： 2KClO3+4MnO2 2KCl+2Mn2O7 △ 2Mn2O7 4MnO2+3O2↑ △ 总的化学方程式为： 2KClO3+（4MnO2 ） 2KCl+3O2↑+（4MnO2） △ 也有的文献鉴于制得的氧气里有氯气的气味， 生成的氯化钾常带有紫红色，认为反应过程如 下： 2KClO3 +2MnO2 2KMnO4+Cl2 ↑ +O2↑ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2 ↑ K2MnO4+Cl2 2KCl+MnO2+3O2 △ △ △ 总的化学方程式为： 2KClO3+（2MnO2） 2KCl+3O2 ↑+（2MnO2） △ 3. 净化原理 由于在氯酸钾分解反应中有可能有氯气产生， 因此应对反应生成的氧气进行净化。根据氧气和氯气的性质，可将混合气体通入盛碱液的洗气瓶中，再经过干燥后可得到纯净的氧气。 4. 干燥原理 氧气属中性气体，可用各种干燥剂进行干燥。 5. 检验原理 由于氧气有助燃作用，因此可用带火星的木 条伸入集气瓶中(或瓶口)，若木条复燃，则证 明集气瓶中的气体为氧气。 6. 收集原理 (1)根据氧气的密度比空气的大，可选用向上 排空气法收集。 (2)根据氧气不易溶于水的性质，可采用排水 法收集。 【实验装置】 图6-10 实验室制取氧气 【实验步骤】 1. 检验装置的气密性。 把氯酸钾和二氧化锰按质量比为3∶1 的比例混合均匀，装入试管中。 3. 用带有导管的胶塞塞紧管口，预热试管， 然后在试管底部的药品部位集中加热。 4. 用排水法收集氧气。 【注意事项及成败关键】 应使用洁净的硬质大试管盛装药品,铁 夹应夹在距管口1/3处，且试管口应略 低于试管底部。 2. 玻璃导管末端(伸入试管那端)应伸出胶 塞0.5cm左右，以使气体顺利排出。 3. 所用氯酸钾和二氧化锰的质量比应为 3∶1，且二者必须是纯净的，不能混 有草木屑、纸屑等可燃物或其它还原 性物质, 以免发生爆炸。若使用纯度 不高或混入杂质的二氧化锰或氯酸钾 时，应对二者分别进行处理：对二氧 化锰可将其放在坩埚内灼烧至无火星、 无白烟为止，以除去水分和易燃性杂 质；对氯酸钾，应使用重结晶的方法 将其提纯。 4. 将块状氯酸钾弄细时，千万不要敲砸， 也不能研磨，应小心将其压碎，以免 发生爆炸。 5. 应将氯酸钾和二氧化锰分别处理成细末 后再混合均匀，用纸槽送入试管中，并 平铺在试管底部。不要不混匀就加入试 管中。 6. 应检查装置的气密性。 7. 应将集气瓶灌满水后，倒立在水槽中，集 气瓶中不能有气泡，否则导致气体不纯。 8. 若要连续收集多瓶氧气，则应将多个集气瓶 都灌满水，倒放在水槽中，这样便于集气操 作。 9. 水槽中的水不要加得太多，否则会使水 溢出水槽，也易使集气瓶翻转。 10. 加热时，要先进行预热，然后从药品前部 向试管底部逐渐移动加热，使药品反应完 全。 11. 实验时，应等气泡连续放出时，再收集氧 气，不要在刚有气泡放出时就收集，因为 此时试管中和导管里的空气还没排尽，氧 气是不纯的。 12. 收集气体时要使集气瓶保持直立，待