一、氧气的化学制取方法
1、高锰酸钾加热生成二氧化锰、锰酸钾和氧气 2、氯酸钾在二氧化锰催化剂作用下加热生成氯化钾和氧气
二、高锰酸钾加热制取氧气实验 2.1、实验仪器 反应装置:铁架台、酒精灯、试管、橡皮塞、橡胶管 收集装置:水槽、集气瓶、导管 药品:高锰酸钾 说明:高锰酸钾:紫黑色、细长的棱形结晶或颗粒状固体,易溶于水形成紫红色的高锰酸钾溶液。 2.2、实验原理 高锰酸钾在加热的条件下,分解生成二氧化锰、锰酸钾、氧气。 二氧化锰:黑色粉末,难溶于水,可用于化学反应的催化剂。 锰酸钾:墨绿色或灰黑色固体,溶于水。 2.3、实验步骤 2.3.1、组装设备 组装好设备:按自下往上,从左向右的顺序进行组装。先放铁架台→放酒精灯→安装试管→安装导管→放入水槽。 注意事项:
2.3.2、气密性检验(热胀冷缩法或微热法) 组装好设备如图,要构成密闭系统,导管一端放入烧杯液面以下,试管塞要塞紧,然后用手捂住试管,观察烧杯中试管口处有气泡冒出,松开手,水会倒流到导管末端,形成一段水柱,说明气密性良好。 2.3.3、放入药品 用药匙从药瓶中取出高锰酸钾固体粉末,并缓慢伸入试管,将样品放入试管底部,且药品要均匀铺设在试管底部,在试管口附近放一蓬松的棉花,再塞紧试管塞。 将集气瓶装满水(集气瓶中不能有气泡),用玻璃片盖住瓶口,然后倒立放到水槽中,集气瓶口一定要放入液面以下后,才可以拿掉玻璃片。
2.3.4、加热 点燃酒精灯,在试管的底部和中部之间来回加热4~5次进行预热,然后再用外焰集中对固体进行加热。 2.3.5、收集气体 待导管口的气泡连续、均匀冒出时,将导管口伸入盛满水的集气瓶中,当看到有气泡从集气瓶口外沿冒出,证明收集满,在水中用毛玻璃片盖住集气瓶口,并移出水面。正放在桌面上。 注意事项
问题:为什么刚开始冒出的气泡不能收集? 答:因实验设备中存在空气,刚开始冒出的气泡里是氧气与空气的混合气体,如果收集起来,得到的氧气不纯净。 收集满气体后,集气瓶要正放在桌面上。 向上排空气法: 将集气瓶口正放在桌面上,导管伸到靠近集气瓶底的地方,毛玻璃片盖在集气瓶口,留出一部分让气体排出。收集满气体后,用毛玻璃片将集气瓶口盖严。正放在桌面上。 2.3.6、反应完成后,先移走导管,再停止加热。 为什么先移走导管,再熄灭酒精灯? 答:如果先移走酒精灯,导管会变冷,导管的气压降低,烧杯中的水会顺着导管倒吸到试管中,导致试管炸裂。 2.3.7、实验现象:试管中固体减少,紫色固体逐渐变成黑色(黑色物质为二氧化锰与锰酸钾);导管口有气泡冒出 2.3.8、检验氧气是否收集满 用带火星的木条放到集气瓶口,带火星的木条复燃,说明氧气已收集满。 三、氯酸钾加热制取氧气实验 3.1、实验仪器 反应装置:铁架台、酒精灯、试管、橡皮塞、橡胶管 收集装置:水槽、集气瓶、导管 药品:氯酸钾与二氧化锰(催化剂) 氯酸钾:白色粉末状固体、有毒、溶于水。 二氧化锰:黑色粉末状固体,难溶于水。 注意:①氯酸钾与二氧化锰按一定比例均匀混合,混合后在放入试管中加热,不同的混合比例,产生的反应速率不同。 ②二氧化锰为催化剂:在本实验可以加速反应速度,反应前后催化剂的种类、化学性质、质量都不发生改变,催化剂可以重复使用。 3.2、实验步骤与加热高锰酸钾制取氧气相同 连接装置→检查气密性→加入药品→加热→收集气体→检验气体是否收集满→移走导管→熄灭酒精灯。 |
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