[固+液]
反應原理 2KMnO4 == K2MnO4+MnO2+O2↑
或2H2O2==== 2H2O+O2↑
制取氧氣的操作步驟和註意點(高錳酸鉀制取氧氣並用排水法收集)
a、步驟:連—查—裝—固—點—收—移—熄
b、註意點
①試管口略向下傾斜:防止冷凝水倒流引起試管破裂
②藥品平鋪在試管的底部:均勻受熱
③鐵夾夾在離管口約1/3處
④導管應稍露出橡皮塞:便於氣體排出
⑤試管口應放壹團棉花:防止高錳酸鉀粉末進入導管
⑥排水法收集時,待氣泡均勻連續冒出時再收集(剛開始排出的是試管中的空氣)
⑦實驗結束時,先移導管再熄滅酒精燈:防止水倒吸引起試管破裂
⑧用排空氣法收集氣體時,導管伸到集氣瓶底部
(6)氧氣的驗滿:用帶火星的木條放在集氣瓶口
檢驗:用帶火星的木條伸入集氣瓶內
氧氣的實驗室制法
1. 將某些含氧化合物加熱分解是實驗室制取氧氣的主要方法。常用的含氧化合物為氯酸鉀或高錳酸鉀。用高錳酸鉀制氧氣的方法簡便、安全,但是原料的價格較高,利用率低,高錳酸鉀分解時化合態的氧元素沒有全部轉化成遊離態的氧元素(即氧氣):
2KMnO4 K2MnO4+MnO2++O2↑
2.另外,在實驗室還可用其它化學反應制取氧氣,如過氧化氫分解:
2H2O2 2H2O+O2↑
三、制取氧氣時的問題:
1.原理拓展
催化劑的作用:在用雙氧水制取氧氣的反應中要用到二氧化錳作催化劑。催化劑是指那些在化學反應中能改變其他物質的反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前後不變的物質。在這個反應中二氧化錳就是雙氧水分解的催化劑。
兩種制取氧氣方法的比較
用高錳酸鉀和雙氧水制取氧氣各有特點。高錳酸鉀是固體,相對容易保存;雙氧水是液體,易分解,不宜久置。但是用高錳酸鉀需要加熱,而雙氧水在二氧化錳催化作用下,分解非常迅速,不需加熱。
2.成功關鍵
加熱高錳酸鉀的方法:高錳酸鉀不要緊緊地堆放在試管底部,要平鋪在試管中;開始加熱時要先預熱試管,使試管底部均勻受熱,然後將燈焰放在靠試管口壹端有藥品的地方加熱,並隨著反應的進行和需氧氣量的多少,將燈焰向試管底的方向移動。這樣做的目的是既可防止固體混合物隨氣流沖向試管口,又便於控制氧氣放出的速率和數量。
3.雙氧水的濃度
市售的雙氧水壹般有兩種濃度,壹種是30%左右的濃溶液,壹種是3%的稀溶液。制取氧氣比較適宜的濃度在10%左右。太稀反應慢,收集時間較久。雙氧水太濃反應過於劇烈,放熱多,會造成收集的氧氣中水蒸氣過多。
4.註意事項
(1)高錳酸鉀制取氧氣
實驗裝置順序要先下後上,從左至右裝配儀器。並註意鐵夾要夾在試管的中上部(離管口的1/4)左右處,試管管口要略向下傾斜。
(2)理和裝入固體試劑?
加入高錳酸鉀,並使之傾斜地鋪在管底,不要讓它堆積在底部。
(3)為什麽要稍向下傾?
因加熱時藥品裏所含的濕氣變成水蒸氣,到管口處冷凝成水滴而倒流,致使試管炸裂。
(4)為什麽氣泡剛冒出時不宜立即收集氣體?
開始加熱時排出的主要是空氣,當氣泡連續地並比較均勻地放出時,才是氧氣,這時才能進行收集。
(5)為什麽用排水法收集氣體,在停止制氧時,應先把導管從水裏拿出來,然後移去酒精燈?
如果先移去酒精燈,試管內溫度降低,氣壓減小,水就沿導管被吸到熱的試管裏,有使試管破裂的可能。
(6)為什麽試管內的導管不宜過長?
伸入試管內的導管不宜過長,以免氣體難於排出。
(7)用向上排空氣法收集氧氣時怎樣驗證氧氣已經集滿?
用帶有火星的木條去試驗氧氣,是鑒定氧氣的壹種常用方法。將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果木條復燃,說明氧氣已經集滿。
(8)怎樣驗證制得的氣體是氧氣?
將帶火星的木條伸入集氣瓶中,如果木條復燃,說明該氣體是氧氣。