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《氧气的制备与性质》实验报告
一、实验目的与要求
掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作;
初步学会本实验的演示教学方法。
二、实验原理
: 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑
: 2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
:
(1)物理性质:在通常状况下,O2为无色无味的气体。在标准状况下, O2的密度()比空气的平均密度()大。不易溶于水(每升水溶解O2约30mL),所以,氧气采用排水法收集。
(2)化学性质:氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃,而且在点燃或高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应,放出大量热。本次实验主要通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在O2中燃烧的实验现象及反应产物来验证O2支持燃烧的化学性质。
三、仪器、材料与药品
硬质大试管、抽滤瓶、分液漏斗、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶、毛玻璃片、橡皮软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳、细砂、试管及试管架;
MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。
四、实验步骤

(1)过氧化氢分解制备法
①安装实验装置如图:
②实验步骤: a、检查装置气性;
b、在蒸馏烧瓶中加入 -,用带有分液漏斗的塞子塞住烧
瓶,分液漏斗中加入 H2O2(与水各 20mL 稀释为质量分数 15%); c、用排水法收集(氧气不溶于水)。反应开始后,待气泡快速、均匀冒出时开始收集,此时管中空气已排尽,当集气瓶冒出第一个大气泡时,表示已集满,这时用毛玻璃片盖住瓶口,移除水面,如此连续收集四瓶。
③实验现象描述: a、打开分液漏斗的活塞后,可以观察到有气泡迅速冒出; b、同时观察到蒸馏烧瓶中出现烟雾。
④现象分析: a、过氧化氢与滴入蒸馏烧瓶中与二氧化锰(催化剂)接触,迅速分解产生大量氧气和水蒸气形成了雾,从而看到水槽中气泡迅速冒出;
b、蒸馏烧瓶中产生了大量气体,二氧化锰固体颗粒被气流冲起形成烟。
⑤关键技术: a、控制好滴加过氧化氢的速率; b、过氧化氢用前要用蒸馏水稀释至 15%左右。 c、漏斗口一定要保持在液面以下,以免气体从漏斗排出,影响实验的进行。
⑥安全性分析: a、溶液中过氧化氢过少,反应太慢,过多则因反应剧烈而引起喷发事故;b、过氧化氢制氧气不用加热,常温下即可反应; c、反应后的产物是氧气和水,不会污染环境,是一种比较绿色的制备氧气的化学方法;d、30%的 H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用,操作时应戴上防护手套。
(2)KMnO4加热分解制备法
①安装实验装置如图:
②实验步骤: a、检查装置气密性;
b、取 10 克 KMnO4加入硬质试管中,管口放脱脂棉,塞进单孔塞; c、点燃酒精灯后,先预热试管,然后集中在试管的中下部加热; d、用排水法或向上排空气法收集(氧气比空气密度大); e、排空法需用带火星的木条验证氧气是否已经集满,若木条复燃,则集满,否则需要继续收集。
③实验现象描述: a、观察到 KMnO4颗粒在加热时有强烈的迸裂; b、伴随有少量烟产生。
④关键技术: a、在加热时,颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽,或致导气管堵塞