《氧氣的實驗室制取》知識清單

《氧氣的實驗室制取》知識清單一、實驗目的我們?yōu)樯兑趯嶒炇抑迫⊙鯕饽?？這就好比我們想要自己做一個超級有用的東西。氧氣在生活里可太重要啦，很多地方都需要它。比如說，醫(yī)院里那些生病的人可能需要吸氧來讓身體變好；潛水員在水底下的時候也得背著氧氣罐才能呼吸呢。在實驗室制取氧氣，一是為了研究氧氣的性質，就像我們想知道一個新朋友有啥特點一樣；二是為了在做其他化學實驗的時候能有氧氣這個原料。二、實驗原理1、**加熱高錳酸鉀制取氧氣**-高錳酸鉀是一種紫黑色的固體，它在加熱的時候會發(fā)生反應，變成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣。這就像把一個魔法盒子加熱，然后里面就會變出其他東西和氧氣這個小寶貝。用化學方程式表示就是：2KMnO?=△=K?MnO?+MnO?+O?↑。這里的“△”就表示加熱的意思哦。-我們來打個比方，高錳酸鉀就像一個小團隊，加熱的時候呢，這個小團隊就分解了，一部分變成了錳酸鉀這個小伙伴，一部分變成了二氧化錳這個小伙伴，還有一部分就變成了氧氣飛走啦。2、**分解過氧化氫制取氧氣**-過氧化氫是一種無色的液體，它在二氧化錳的催化作用下能很快地分解出氧氣和水。這個反應就像是過氧化氫這個小懶蟲，本來自己分解得很慢很慢，但是二氧化錳這個小助手一來，就像給它打了一針興奮劑，一下子就快速分解了?；瘜W方程式是：2H?O?=MnO?=2H?O+O?↑。-我給你講個真事兒啊。有一次我在做這個實驗的時候，一開始沒加二氧化錳，等了好久都沒看到有多少氣泡產生，就像等公交車等了好久都不來一樣。然后我加了一點二氧化錳進去，哇，一下子就像開了鍋一樣，氣泡呼呼地冒出來，那氧氣產生得可快了。這就說明二氧化錳這個催化劑真的很厲害呢。3、**加熱氯酸鉀制取氧氣**-氯酸鉀是白色的固體，它在二氧化錳做催化劑和加熱的條件下，會分解成氯化鉀和氧氣?；瘜W方程式為：2KClO?=MnO?、△=2KCl+3O?↑。這就好比氯酸鉀這個小面團，在二氧化錳這個小酵母和加熱這個小火爐的作用下，變成了氯化鉀這個小餅干和氧氣這個小氣泡。三、實驗裝置1、**發(fā)生裝置**-**固體加熱型（適用于加熱高錳酸鉀和加熱氯酸鉀制取氧氣）**-這個裝置主要有酒精燈、試管、鐵架臺（帶鐵夾）等東西。酒精燈就像一個小火爐，給試管里的藥品加熱。試管是裝藥品的地方，就像一個小房子，讓藥品在里面發(fā)生變化。鐵架臺呢，就像一個大力士，穩(wěn)穩(wěn)地把試管架起來。-在安裝這個裝置的時候，有很多小細節(jié)要注意哦。比如說，試管口要略向下傾斜，為啥呢？這就像我們蓋房子的時候，屋頂要有一點斜度，這樣下雨的時候雨水才能流下來。如果試管口向上，加熱的時候藥品里的水分變成水蒸氣，在試管口冷凝后就會流回試管底部，就像雨水倒灌進房子里一樣，會使試管炸裂的。-還有啊，鐵夾要夾在試管的中上部，就像我們抱小孩的時候，要抱在合適的位置，這樣才穩(wěn)當。酒精燈要用外焰加熱，因為外焰的溫度最高，就像火焰的最外面一層是最厲害的火力。-**固液常溫型（適用于分解過氧化氫制取氧氣）**-這個裝置就簡單一些啦，有長頸漏斗、錐形瓶和雙孔塞（帶導管）。長頸漏斗就像一個長長的小嘴巴，可以往錐形瓶里添加過氧化氫溶液。錐形瓶就像一個小罐子，是反應發(fā)生的地方。-這里面也有要注意的地方呢。長頸漏斗的下端要伸入液面以下，這就像我們喝水的時候，吸管要插到水里才能喝到水一樣。這樣做是為了防止生成的氧氣從長頸漏斗口逸出。2、**收集裝置**-**排水法**-排水法收集氧氣是因為氧氣不易溶于水。我們可以用一個裝滿水的集氣瓶，把導管伸到集氣瓶口，當看到集氣瓶里的水被排完了，就說明氧氣收集滿了。這就像我們在浴缸里放水，等水滿了就知道不能再放了。-這種方法收集到的氧氣比較純凈，就像從純凈的水源里打來的水一樣干凈。但是它也有缺點，就是收集的速度可能會慢一些，就像慢慢接水一樣。-**向上排空氣法**-因為氧氣的密度比空氣大，所以可以用向上排空氣法收集。我們把導管伸到集氣瓶的底部，讓氧氣把集氣瓶里的空氣像趕鴨子一樣往上趕，這樣就可以收集到氧氣了。-不過這種方法收集到的氧氣可能沒有排水法收集的那么純凈，就像混進了一些灰塵的空氣一樣。四、實驗步驟1、**加熱高錳酸鉀制取氧氣的步驟（以加熱高錳酸鉀為例）**-**檢查裝置氣密性**-這是實驗開始前很重要的一步哦。就像我們出門前要檢查門窗有沒有關好一樣。我們可以把導管的一端浸入水中，然后用手握住試管，如果看到導管口有氣泡冒出，就說明裝置的氣密性良好。這就像我們捏一個小氣球，如果氣球不漏氣，捏的時候就會鼓起來一樣。-**裝入藥品**-把高錳酸鉀裝入干燥的試管里，在試管口放一團棉花。放棉花是為了防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管，就像我們在門口放一個小簾子，防止灰塵進到屋里一樣。-**固定裝置**-按照前面說的，把試管固定在鐵架臺上，注意試管口略向下傾斜。-**點燃酒精燈加熱**-用酒精燈的外焰給試管加熱，先預熱，就是在試管底部來回移動酒精燈，就像我們炒菜的時候先把鍋熱一熱一樣。然后再集中加熱藥品部位。-**收集氣體**-等氣泡連續(xù)均勻冒出的時候再開始收集氧氣，這時候的氧氣比較純凈。如果剛冒氣泡就收集，可能收集到的是空氣和氧氣的混合氣體，就像一杯水里混進了沙子一樣不純。-**撤離導管**-當集氣瓶里的氧氣收集滿了之后，要先把導管從水槽里撤離出來，這就像船靠岸了要先把繩子收起來一樣。如果先熄滅酒精燈，試管里的溫度會降低，氣壓減小，水槽里的水就會倒吸進試管，就像外面的風突然把水吹進屋里一樣，會使試管炸裂的。-**熄滅酒精燈**-最后再熄滅酒精燈。2、**分解過氧化氫制取氧氣的步驟**-先檢查裝置的氣密性，方法和前面一樣。-在錐形瓶里加入二氧化錳，通過長頸漏斗加入過氧化氫溶液。然后就可以看到有氣泡產生啦，按照前面說的方法收集氧氣就可以了。五、氧氣的檢驗和驗滿1、**檢驗氧氣**-把帶火星的木條伸入集氣瓶里，如果木條復燃，就說明這個氣體是氧氣。這就像我們用一把小鑰匙去開鎖，如果能打開，就說明這個鎖就是我們要開的那把鎖。2、**驗滿氧氣**-如果是用排水法收集氧氣，當集氣瓶口有大氣泡冒出的時候，就說明氧氣已經(jīng)收集滿了。如果是用向上排空氣法收集氧氣，可以把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復燃，就說明氧氣收集滿了。這就像我們看杯子里的水滿了沒有，從水面上就能看出來一樣。六、實驗注意事項1、在加熱高錳酸鉀制取氧氣的時候，一定要在試管口放一團棉花，前面已經(jīng)說過原因啦。2、用排水法收集氧氣的時候，實驗結束后要先撤導管再滅酒精燈，這個也很重要哦。3、在往長頸漏斗里加液體的時候，長頸漏斗的下端要伸入液面以下。4、做實驗的時候要按照正確的操作步驟來，就像我們走在路上要遵守交通規(guī)則一樣，不然可能會出現(xiàn)危險或者實驗失敗。七、典型問題1、為什么加熱高錳酸鉀制取氧氣時試管口要略向下傾斜？-答案：加熱時藥品里的水分會變成水蒸氣，如果試管口向上，水蒸氣在試管口冷凝后會流回試管底部，導致試管炸裂。就像屋頂要有斜度讓雨水流走，不然雨水倒灌進房子會損壞房子一樣。2、用排水法收集氧氣時，什么時候開始收集比較合適？-答案：當氣泡連續(xù)均勻冒出的時候開始收集比較合適。因為剛開始冒出的氣泡可能是空氣，這時候收集的話氧氣不純，就像剛開始接的水可能有雜質一樣。3、分解過氧化氫制取氧氣時，二氧化錳的作用是什么？-答案：二氧化錳是催化劑，它能加快過氧化氫分解的速度，但是它本身的質量和化學性質在反應前后都不變。就像一個小助手，幫助過氧化氫更快地產生氧氣，但是它自己沒有變成別的東西。八、練習題1、加熱高錳酸鉀制取氧氣時，反應的化學方程式是什么？-答案：2KMnO?=△=K?MnO?+MnO?+O?↑2、在分解過氧化氫制取氧氣的實驗中，如果長頸漏斗下端沒有伸入液面以下，會出現(xiàn)什么情況？-答案：生成的氧氣會從長頸漏斗口逸出，導致收集到的氧氣減少。就像水從沒有插好的吸管里漏出去一樣。3、用向上排空氣法收集氧氣時，如何驗滿？-答案：把帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復燃，就說明氧氣收集滿了。4、加熱氯酸鉀制取氧氣時，需要什么條件？-答案：需要二氧化錳做催化劑并且加熱，化學方程式為：2KClO?=MnO?、△=2KCl+3O?↑5、在加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗中，為什么要在試管口放一團棉花？-答案：防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管。6、如果用排水法收集氧氣，收集滿的標志是什么？-答案：集氣瓶口有大氣泡冒出。7、寫出分解過氧化氫制取氧氣的化學方程式。-答案：2H?O?=MnO?=2H?O+O?↑8、在加熱高錳酸鉀制取氧氣的實驗中，先熄滅酒精燈再撤離導管會有什么后果？