实验计划.docx

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实验计划

氧气的获得方法与氧气的性质

邱婧107012008066

【实验计划】

1.氧气的制备

A.获得氧气的方法：

2KClO3

2KCl+3O2↑（虽然产率高，但易发生爆炸）

2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑（产率较低，但相对较安全）

2H2O2==2H2O+O2↑（环保，绿色）

B.步骤：

取200mL的锥形瓶，称取0.5g的二氧化锰加入，然后加入一些水，少量即可，用量筒量取10mL30%H2O2与一个100mL的烧杯中，再用量筒量取20mL的蒸馏水，加入烧杯中，摇匀，按装置图安装好装置，把配好的H2O2加入到漏斗里，用活塞控制加入锥形瓶的量来控制氧气的产生量，以免浪费

C.注意事项：

a.用向上排空气法收集氧气的时候，集气完后要用带火星的木条伸到集气瓶口检验收集的氧气是否集满，若带火星的牧田复燃，则氧气已集满。

集气完后要用玻璃片盖好，不要让氧气漏出，造成浪费。

b.实验时用30%的H2O2　配制成10%--15%的H2O2，每20mL水，若为全干燥的二氧化锰则反应速度比较慢。

c.为了方便后续的实验，需制备一只瓶底铺有细沙的集气瓶收集氧气

2.炭在氧气中燃烧：

A步骤：

取一只干燥洁净的集气瓶

用向上排空气法收集氧气，

用镊子夹取一小块呈薄片

状的炭，点燃酒精灯，让炭

在火焰上烧至红热状态，然

后伸进集气瓶中，观察现象。

燃烧完后，盖上玻璃片，倒入一些澄清石灰水，振荡，

观察现象。

B注意事项：

a.炭片要薄，也不能太大块，且燃烧到红热状态才能

伸进集气瓶中。

b.燃烧时，盖子要尽量遮住集气瓶口，防止二氧化碳跑掉。

c.倒入的澄清石灰水不能太多，大约高于集气瓶底的3mm即可

C.现象：

红热的碳在放入氧气中后火星四射。

3.硫在氧气中燃烧：

A步骤：

取一只干燥洁净的集气瓶用向上排空气法收集氧气，先将玻璃棒加热稍许时间，再蘸取硫粉，观察现象。

（这样蘸的硫粉比较多，火焰也比较明显）再迅速将其伸入氧气瓶中，观察现象，对比前后的现象。

B．注意事项：

硫为易燃易爆物使用时要多加小心，反应完后，产生的为二氧化硫，直接排入空气中会污染空气，因此，可以往集气瓶中加入水或碱液。

C.现象：

硫在空气中燃烧呈淡蓝色，在氧气中燃烧呈蓝紫色。

4.铁丝在氧气中燃烧

A，取一只干燥洁净的瓶底铺有一层细沙的集气瓶用向上排空气法收集氧气，把光亮银白色的铁丝缠在火柴上，要缠好，缠成二三圈的螺旋状，点燃火柴，在火柴就要燃烧完的时候，也就是基本上火柴是红的，还剩一小部分还在燃烧时，慢慢伸入集气瓶，要由上而下的慢慢伸入，当铁丝熔成小球时迅速拿出来。

B.注意事项：

a.集气的时候，一定要事先铺好细沙在里面，要在火

柴就要燃尽的时候伸入，否则很容易不成功，要慢

慢地伸入，尽量不要让铁丝落入瓶底。

b.铁丝要用镊子夹持呈一条直线

c．铁丝不要绕太多圈

d．火柴棍的端口要伸出铁丝的螺旋圈一点

e．铁丝伸入集气瓶时，玻盖要尽量遮住集气瓶口防止氧气跑走。

C.现象：

铁丝在氧气中燃烧时火星四射，发出耀眼的光，且最后熔成一个光亮的小球。

5.蜡烛在氧气中燃烧

A.步骤：

用向上排空气法收集一集气瓶氧气，并且用带火星的木条检验是否集满，蜡烛用铁丝缠上，并用镊子夹住铁丝，这时先点燃蜡烛，让学生观察好此时的现象，并且注意火焰大小，蜡烛焰发出微弱的黄光,然后迅速把蜡烛伸入集气瓶中，观察好现象，取出蜡烛，倒进一些澄清的石灰水，振荡。

B.注意事项：

a.用镊子夹住铁丝是为了防止手被烫伤，用排空气法是为了

不引入水，要得到干燥的氧气。

b.集气瓶要干燥

c.蜡烛在氧气中燃烧时玻盖不能移开，防止氧气跑走。

C.现象：

蜡烛在氧气中绕少发出白色的亮光

空气中氧气中

二、思考与讨论

1.实验室制备气体有哪几种气体装置，收集气体的方法有哪些，为什么？

答：

A.加热试管中的固体制备气体

B.利用启普气体发生器制备气体

C.利用蒸馏烧瓶和分液漏斗的装置制备气体

D.从钢瓶直接获得气体。

2.从绿色化学的角度及直观、简单、安全、可靠等方面进行实验室制取氧气的方法的创新性设计，这里的“绿色”主要指什么？

答：

这里的“绿色”主要指环保，实验中没有污染物或污染物可以收集起来。

过氧化氢的分解用过氧化氢制取氧气无须加热。

在锥形瓶里盛二氧化锰1克，塞上配有分液漏斗和导管的橡皮塞。

在小烧杯中加水40毫升，加入30％的浓过氧化氢10毫升，用玻璃棒缓缓搅和后注入分液漏斗内，（图7-7）。

从分液漏斗慢慢注入稀释的过氧化氢溶液，受二氧化锰的催化作用，即有氧气放出。

A.实验原理：

过氧化氢（H2O2）————→水（H2O）+氧气（O2）

B.注意事项：

a.过氧化氢在酸性和中性介质中比较稳定，在碱性介质中容易分解

b.40毫升稀释的过氧化氢可分解出约1000毫升氧气。

c.导管只需略微伸入试管塞

d.气密性检查：

用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

e.装药品时，先装固体后装液体

该装置的优点：

可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

f.总结：

若固体（或固体+固体）加热生成气体，选用高锰酸钾制氧气装置；

若固体+液体常温下制取气体，选用双氧水制取氧气装置。

催化剂：

在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。

3.按直观、简单、安全、可靠的原则，分别对上述四个实验作为演示进行创新性设计，这里的“安全”主要指什么？

答：

实验设计

A.炭在氧气中燃烧：

集满氧气盖子要是毛玻璃片，然后取一小块木炭用镊子夹住，而后酒精灯上烧至发红，伸进氧气瓶中（火焰更旺，发出白光，放出热量）燃烧完毕后，取出燃烧匙，立即加入澄清石灰水，振荡（石灰水变浑浊，说明集气瓶中有二氧化碳生成），C＋O2==CO2

B.硫在氧气中燃烧：

集满氧气的盖子是毛玻璃片，然后，

先将玻璃棒加热稍许时间，再蘸取硫粉，使硫磺粉在空气

中燃烧（淡蓝色火焰）。

（这样蘸的硫粉比较多，火焰也

比较明显）再迅速将其伸入氧气瓶中，伸进氧气瓶中（硫

燃烧更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生刺激

性气味的气体）S＋O2==SO2，

C.铁丝在氧气中燃烧：

把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，把光亮银白色的细铁丝，约25厘米长，绕成螺旋状，铁丝的一端绕有一根火柴，集气瓶里应预先装少量水，或者细沙，点燃火柴，待火柴快燃烧尽时，缓缓地伸入集气瓶里（剧烈燃烧，火星四射，并有黑色生成物落入瓶底）Fe+O2==Fe3O4

D.蜡烛在氧气中燃烧：

把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，点燃蜡烛，放在燃烧匙上，把蜡烛伸进集气瓶里，（蜡烛燃烧更旺，瓶壁上有水雾生成）取出蜡烛，倒进些澄清的石灰水，振荡（石灰水变浑浊）

这里的“安全”主要指操作过程安全以及没有什么危险。

4.上述实验作为演示实验成功的关键是什么？

各应注意什么问题？

答：

A.炭在氧气中燃烧：

木炭要烧至发红,除此以外木炭要小块且片状约黄豆大小,才可伸进氧气瓶中，氧气应集满。

B.硫在氧气中燃烧：

玻棒加热后沾取少量硫粉，玻棒加热到什么程度是关键。

加热时间太长玻棒温度太高，硫粉融化沾不住易淌液，加热时间短，温度不够，达不到硫粉的熔点同样沾不住，且在空气中达不到着火点，看不到硫粉在空气中燃烧时产生的淡蓝色火焰。

所以玻棒加热到什么程度最佳，就是成功的条件。

C.铁丝在氧气中燃烧：

a.把光亮银白色的铁丝缠在火柴上，要缠好，缠成二三圈的螺旋状，点燃火柴，在火柴就要燃烧完的时候，也就是基本上火柴是红的，还剩一小部分还在燃烧时，慢慢伸入集气瓶，要由上而下的慢慢伸入，当铁丝熔成小球时迅速拿出来。

b.集气瓶底部要铺上细沙

D.蜡烛在氧气中燃烧：

a.用镊子夹住铁丝是为了防止手被烫伤，用排空气法是为了

不引入水，要得到干燥的氧气。

b.集气瓶要干燥

c.蜡烛在氧气中燃烧时玻盖不能移开，防止氧气跑走。

C.现象：

蜡烛在氧气中绕少发出白色的亮光

5.铁丝在氧气中燃烧的实验是一个难度较大的实验，该实验对铁丝的形状、引发反应条件的装置，反应容器以及实验操作各有何要求？

提出这些要求的原因各是什么？

你能否设计一个Al在O2中燃烧的演示实验？

答：

a.集气的时候，一定要事先铺好细沙在里面，要在火

柴就要燃尽的时候伸入，否则很容易不成功，要慢

慢地伸入，尽量不要让铁丝落入瓶底。

b.铁丝要用镊子夹持呈一条直线

c．铁丝绕火柴的时候不要绕太多圈

d．火柴棍的端口要伸出铁丝的螺旋圈一点

e．铁丝伸入集气瓶时，玻盖要尽量遮住集气瓶口防止氧气跑走。

f.铁丝应为银白色光亮的细铁丝，以提供纯的铁丝，提高实验的成功率；

把以去掉氧化层的铝片，铝片的一端上绕着火柴，集气瓶里应预先装少量细沙，点燃火柴，待火柴快燃烧尽时，缓缓地伸入集气瓶里（铝在氧气中燃烧，产生更为耀眼的强光，放出大量的热，生成灰色固体Al2O3）4Al+3O2==2Al2O3（为铝是良好的导体,具有较好的热传递能力,为了防止铝在伸入氧气前冷却到燃点以下,保持更好的实验效果所以在需要反应的铝的一段裹上火柴.不能引燃,防止铝燃烧时放出大量热的瞬间损坏酒精灯,还容易造成危险）

6.在中学教学中上述四个实验如果作为演示实验其教学目的是什么？

观察重点是什么？

应引导学生观察哪些现象？

答：

目的：

让学生更好的理解氧气的助燃性质，

观察重点：

注意对比观察炭，硫，铁丝，蜡烛在空气中和氧气中燃烧的现象

哪些现象：

火焰颜色，生成物的成分，生成物的性质检验

【实验记录】

1.实验方法及步骤：

如【实验计划】所述。

2.实验操作条件：

30%的过氧化氢，二氧化锰粉末，澄清石灰水，硫粉，木炭，铁丝，小蜡烛，蒸馏水。

【实验反思】

1.在进行演示实验时一定要做好充足的准备，要确保课堂上的演示实验成功，以达到教学的目的

2.要熟练掌握各个实验中的操作技巧和成败关键

3.了解各个实验的操作注意事项，避免实验中可能存在的或可能造成的危险

4.注意每个实验的操作规范，要给学生树立规范的实验操作

5.重视每个实验，并非见的实验就一定会成功，真正掌握每个实验的成败关键才能使实验真正的成功

【教学片断】铁丝在氧气中燃烧

【引入】刚刚我们已经进行了非金属与氧气反应的实验，现在我们就来看看金属与氧气的反应。

【展示】这是一只干燥洁净的集气瓶，瓶底平铺着一层细沙，里面充满了氧气。

【演示实验】把光亮银白色的铁丝缠在火柴上，要缠好，缠成二

三圈的螺旋状，点燃火柴，在火柴就要燃烧完的时

候，也就是基本上火柴是红的，还剩一小部分还在

燃烧时，慢慢伸入集气瓶，要由上而下的慢慢伸入，

当铁丝熔成小球时迅速拿出来。

【互动】好，现在我请一位同学来描述一下刚才的实验现象。

【学生】铁丝在氧气中燃烧时火星四射，发出耀眼的光，且最后熔成一个光亮的小球。

【讲述】很好，看来这位同学很认真的在观察实验现象。

那由这个实验我们可以得出氧气不仅可以和非金属反应还可以与金属反应。