氧气的制备与性质

氧气的制备与性质 实验一:氧气的制法与性质 班级:化三 姓名:蒲晶晶 学号:41107119 一、实验目的 ?掌握实验室制取和收集氧气的及其性质实验的操作技巧; ?初步掌握本实验的演示教学方法。 二、实验原理 1.O的制取反应: 2 1) KMnO 在加热的条件下会分解产生O，并生成KMnO、MnO，反应方程式42242 如下: ? 2KMnOKMnOMnOO++42422 2) KClO在加热条件下并伴随MnO2的可以分解生成KCl、O，反应的方程式42 如下: MnO2+2KCl3O2KClO23? 3)HO在MnO的催化作用下也可以生成HO和O，化学反应方程式如下: 22222 MnO22HO2HOO+2222 3) 考虑到实验安全，本次实验只使用KMnO和HO分解制氧。 422 2.O的收集方法: 2 1) 排水法:排水法收集气体，要求气体不溶于水或难溶于水;(本实验采用 此法) 2) 排空气法:排空气法分为向上排空气法和向下排空气法，前者要求气体 的密度大于空气平均密度，后者反之。 3.O化学的性质验证: 2 1) O的物理性质:O是空气的组分之一，约占空气组分20.95%，无色、无22 臭、无味。O比空气重，在状况(0?和大气压强101325帕)下密2 度为1.429克/升，能溶于水，但溶解度很小。在压强为101kPa时，O2 在约-180摄氏度时变为淡蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状的淡 蓝色固体。 2) O的化学性质:O的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元22 素如金、铂、银之外，大部分的元素都能与氧起反应，这些反应称为氧 化反应，而经过反应产生的化合物(有两种元素构成，且一种元素为氧 元素)称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金 属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧 中剧烈燃生成CO与HO。化学上曾将物质与O发生的化学反应定义为氧222 化反应，氧化还原反应指发生电子转移或偏移的反应。 3) 本次实验主要通过观察金属Fe、非金属碳、硫以及石蜡在O中的燃烧的2 实验现象及反应产物来验证O支持燃烧的化学性质。 2 三、实验步骤 1. O的制备 2 1)KMnO的分解反应; 4 取7.5g高锰酸钾加入硬质大试管中，管口塞好脱 脂棉，塞紧单孔塞。按右图连接好装置，检验装置 气密性。气密性良好时，点燃酒精灯，先预热，然 后再稳定加热，待冒出气泡稳定后，用排水法收集 1瓶氧气。 连:按装置图连接装置; 查:检查装置气密性。双手握住试管，观察玻 璃管内水柱变化。是否会有气泡产生，将手拿开后，是否液面倒吸， 高于水槽中的液面; 装:将药品装入试管，在试管口放一小团棉花，装好带导管的软木塞; 定:将试管固定在铁架台，试管夹应夹在试管中上部，试管口应略向下 倾斜; 点:点燃酒精灯，先来回移动，使试管预热，然后将火焰集中在药品处 加热; 收:采用排水法收集氧气，理由氧气不易溶于水。当气泡连续且均匀开 始收集; 离:将导管移开水槽; 熄:熄灭酒精灯; 2)HO的催化分解反应: 22 按右图连接好装置，检验好装置的气密性。向锥形 瓶中加入1.5g二氧化锰。用量筒量取20mL 30%过氧化氢于 小烧杯中，再加入40mL蒸馏水，转移至分液漏斗中。缓慢 将过氧化氢滴入锥形瓶中，待气泡冒出稳定后，用排水法 收集4瓶氧气。 ? 照装置图连接实验装置; ? 检查装置的气密性:关闭分液漏斗的活塞，用 手捂住具支锥形瓶，观察玻璃导气管中的液面变化; ? 采用排水法收集氧气，当气泡连续且均匀开始收集; ? 氧气基本不再产生时，先将导气管移开水槽，再逐步拆卸装置。 2. O性质验证 2 1)木炭C在O中的燃烧: 2 操作方法:用坩埚钳夹取一小块木炭，用酒精灯加热至红热状态，将集 气瓶上的毛玻璃片移开，用坩埚钳夹着木炭缓慢放入，观察 现象; 实验现象:木炭剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，并产生使澄清石 灰水变浑浊的气体; 反应方程式: 点燃COCO+22 2)铁丝Fe在O中的燃烧: 2 操作方法:将细铁丝缠绕在火柴棒上，用坩埚钳夹着铁丝另一端，用酒 精灯点燃火柴，待火柴燃烧将尽，剩下红热的余烬，将红热 的铁丝缓慢放入底部有少量水或细砂的集气瓶，观察实验现 象; 实验现象:铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，并生成黑色固体; 反应方程式: 点燃 +3FeFe2OO234 3)硫磺S在O中的燃烧: 2 操作方法:用纸糙取少量硫磺放入燃烧匙，用酒精点燃，缓慢将燃烧匙 放入氧气的集气瓶中，观察现象，待反应基本完成，取出燃 烧匙迅速放入已准备好的水中，并给集气瓶中倒入少量水吸 收产生的气体; 实验现象: 硫磺在氧气中剧烈燃烧，产生蓝紫色火焰，放出大量热， 并生成有特殊刺激性气味的气体; 反应方程式: 点燃 SSOO+22 4)石蜡在O中的燃烧: 2 操作方法:用坩埚钳夹取一小段石蜡，用酒精灯点燃，缓慢放入氧气的 集气瓶中，并在集气瓶上方倒放一个干燥的烧杯，观察实验 现象; 实验现象:石蜡在氧气中剧烈燃烧，发出苍白的光，放出大量热，并生 成使澄清石灰水变浑浊的气体，干燥的烧杯壁上有水珠生 成; 反应方程式: 点燃COO+HO+石蜡222 四、实验注意事项及反思 1.使用KMnO制氧气时应将试管口略向下倾斜，使氧气更易排出; 4 2.使用KMnO制氧气需在试管口放入适量脱脂棉，防止崩裂的KMnO进入导气44管，造成堵塞或者使水槽水变成红色; 3.收集氧气时必须等气泡均匀再收集，避免氧气不纯影响性质实验的反应; 4.氧气收集完成后，必须先移开水槽中的导气管再熄灭酒精灯，防止水槽中的水由导气管倒流回炙热的试管造成试管炸裂; 5.做铁丝燃烧的实验必须在集气瓶底部铺上少量细砂或倒入少量水，防止反应生成的炙热的黑色固体与集气瓶接触使集气瓶炸裂。 6.在取药品时，应该规范操作，例如:该用钥匙取硫磺放入燃烧匙。 7.对一些反应现象，该有一定的预见性，在任何情况下，保持淡定。