氧气的制法及性质实验1.doc

氧气的制法与性质 一、实验原理 1.氧气的实验制法： (1)高锰酸钾法： 2KMnO4 ==== K2MnO4 +MnO2 +O2 (2)双氧水法： 2H2O2 ==== 2H2O+O2 2.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，压强为101kPa时，在约-182.962。C时变成淡蓝色的液体，在约-218.4。C时变成雪花状的淡蓝色固体。不易溶于水，1L水中只能溶解约0.03L的氧气，在标准状况下，密度为1.429g/L，密度比空气的大。 (2)化学性质 氧气的化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，除了稀有气体、卤素及一些不活泼的金属氧化物只能通过间接方法制的，其他所有的金属及非金属在一定条件下都能和氧气直接作用，生成氧化物。氧还能和与活泼金属形成过氧化物和超氧化物。它不仅可以助燃，而且在点燃或高温的条件下可以与大多数金属、非金属反应，放出大量的热。 二、实验操作过程与实验现象 1.O2的制取与收集 (1)高锰酸钾加热分解法 ①试样的称量 经计算，收集150mL的O2四瓶需要15g的高锰酸钾试样。 ②首先检查装置的气密性。然后取15g高锰酸钾加入硬质试管中，管放脱脂棉后，塞紧单孔塞。在准备四只集气瓶，装满水后用毛玻璃片横切瓶口，盖住以不留水泡为度，然后依次倒置于水槽中。 实验装置图如下图所示： 高锰酸钾加热分解制取氧气装置 点燃酒精灯后，先均匀预热试管，然后集中在试管的中下部加热，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。当气泡量略有减小时，可移动酒精灯向试管底部加热。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，如此连续收集4瓶。实验完毕，先取出导管再撤酒精灯，以防水被倒吸。 （2）H2O2分解法 实验装置图如下所示： H2O2 分解制取氧气装置 在蒸馏烧瓶中装入0.5～1.5gMnO2，用带有分液漏斗的塞子塞住烧瓶，分液漏斗中装入H2O2，其质量分数为10﹪～15﹪为宜，这次试验选用15﹪的H2O2，溶液中的H2O2太少，反应太慢，过多则因反应剧烈而易引起喷发事故。取30﹪的H2O2 20mL ,完全分解后可收集到O2约2000mL 。由于H2O2易分解，稀释时应当用蒸馏水，并在用前稀释。 2.O2的性质 （1）硫在O2中的燃烧 取一洁净的燃烧匙，放入少量硫磺粉，酒精灯上加热至燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰。然后将燃着的硫匙由上往下缓缓伸进有O2的集气瓶中，这时火焰的颜色呈现为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气味的SO2气体生成。为了避免污染空气，将燃烧匙取出后及时放入盛有冷水的大烧杯中。 （2）碳在O2中的燃烧 用坩埚钳或镊子夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热，再缓慢伸进盛满O2的集气瓶中，可看到木炭燃烧得更剧烈并发出白光。给此集气瓶中倒入少量澄清石灰水，振荡，石灰水变混浊。 （3）铁在O2中的燃烧 准备一条铁丝（粗细以石棉网上的铁丝为度或者比它更细），砂纸擦亮后弯成螺旋状，其端部缚一根火柴，点燃火柴，烧至火焰将尽时，伸入铺有一层细河砂的O2集气瓶中，会看到铁丝在O2中燃烧，火星四射，并生成黑色的熔融物Fe3O4。 （4）蜡烛在O2中的燃烧 取一根短的蜡烛，放入燃烧匙，点燃后伸进集气瓶中，蜡烛的火焰更加亮白，集气瓶中注入少量石灰水，振荡后变混浊。 三、实验应注意的事项 1.KClO3、MnO2和KMnO4若还有可燃物，在高温加热时会出现事故。因此在使用前要进行检查。其方法是：取少量药品放入洁净的试管中加热，如果发现有火星出现，这种药品是不纯净的，不可使用。若要使用，必须先做处理。 KClO3课通过重结晶办法提纯，MnO2可灼烧。 2.学生实验若使用KClO3，一定要避免学生误将红磷当MnO2,否则会酿成强烈的爆炸事故。 3.H2O2在pH=4时最稳定。炭粉及尘埃都能使H2O2分解，在碱性溶液中分解最快。为防止H2O2分解，保存时可加入少量磷酸作为稳定剂，并贮存在不透明的塑料瓶中。使用时可加入少量碱。30﹪的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作时应戴上防护手套。 4.做O2性质实验时，燃烧物一定要放置于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。 5.做铁丝燃烧试验时，集气瓶一定要铺细沙而不能用水代替。因熔铁落入水中后，导热不良，高温的熔融物质会使集气瓶破裂。 6．实验之前先检查装置的气密性。 7.KMnO4加热分解实验完毕时，先取出导管再撤离灯火，以防止水被倒吸。 8.安装KMnO4加热分解装置时，在试管口放入脱脂棉，因为KMnO4在加热时，颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽，或致导气管阻塞。 四、相关文献与重点文献综述 1.氧气制法的改