氧气的实验室制取与性质
实验原型及不足之处
本实验采用加热高锰酸钾的方法制取氧气并以碳和铁的燃烧实验研究氧气的性质.就实验来讲,用高锰酸钾制取氧气方便快捷,但只取碳和铁来研究氧气的性质显得较少,不足以使学生充分认识氧气的性质,也使学生操作训练的机会不足.
实验创新及改进之处
实验增加了硫和磷的燃烧,可以使学生更加充分认识氧气的性质,也为学生提供了更多操作训练的机会.但由于硫和磷的燃烧会产生污染物,所以教师在实验前应该提醒学生用量要少.
实验器材
大试管、单孔橡皮塞、乳胶管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)4个、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片4片、坩埚钳(镊子)、燃烧匙2个
高锰酸钾、木炭、硫磺、红磷、澄清石灰水、细铁丝、棉花、火柴.
实验原理及装置说明
（1）实验原理：
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气↑
（2）实验室制取氧气装置图：
实
验
过
程
一、制取氧气
教师介绍实验的仪器和装置,让学生认识气体发生装置和气体收集装置.然后教师引导学生总结：使用仪器、收集方法、验满方法、放置方法.
1.仪器名称: 大试管、单孔橡皮塞、乳胶管、玻璃导管、集气瓶(125毫升)4个、水槽、铁架台(带铁夹)、酒精灯、玻璃片4片、坩埚钳(镊子)、燃烧匙2个
2、收集方法：
（1）排水法：
适用范围：不易溶于水的气体
优点：易于收集到较纯的气体；便于观察气体是否已经收集满
（2）向上排空气法
适用范围：密度比空气大的气体
优点：操作较为方便
3、验满方法
排水法：当集气瓶口有气泡放出时,证明已收集满
向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已收集满.
4、放置方法： 正放在桌子上,并盖上毛玻璃片
然后由让学生用高锰酸钾制取氧气.在此过程中共同师生总结实验步骤.
5、操作步骤： 茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）
(1)连接装置并检查装置的气密性,不漏气才能进行实验.
(2)拔开橡皮塞,在试管里放进约15克高锰酸钾.用一团棉花放在靠近试管口的地方,以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管.然后把带有导管的塞子塞紧试管口.
(3)将装好药品的试管固定在铁架台上.
(4)给试管加热.先使酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对高锰酸钾所在的部位加热.
(5)导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集,当气泡连续地并比较均匀地放出后,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里.等瓶子里的水排完以后,在水面下用玻璃片盖住瓶口.小心地把瓶子移出水槽,正放在桌子上.用同样的方法再收集三瓶氧气(其中三瓶留有少量水).
(6)收集完毕,停止加热前,先要把导管移出水面,然后再熄灭酒精灯.
(7)拆卸装置,洗涤仪器.
二、试验氧气的化学性质
1、木炭在氧气里燃烧
(1)用坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯的火焰上烧到发红,插入盛有氧气的集气瓶(由瓶口向下缓慢插入).观察木炭在氧气里燃烧的现象.
(2)燃烧停止后,取出坩埚钳,往集气瓶里加少量澄清石灰水,振荡.有什么现象发生?
2、硫在氧气中的燃烧
用药匙加少量硫至燃烧匙中,在酒精灯上灼烧,直至硫融化并燃烧,然后将燃烧匙缓缓放入集气瓶中(集气瓶里装有少量水),用玻璃片把集气瓶口塞上,观察硫在氧气里燃烧的现象.
3、磷在氧气中的燃烧
用药匙加少量磷至燃烧匙中,在酒精灯上灼烧,直至磷燃烧,然后将燃烧匙缓缓放入集气瓶中(集气瓶里装有少量水),用玻璃片把集气瓶口塞上.观察磷在氧气里燃烧的现象.
4、铁丝在氧气里燃烧
取几根细铁丝,擦去表面铁锈或油漆,呈螺旋形绕在一根火柴上.点燃火柴,待火柴临近烧完时缓慢插入盛有氧气的集气瓶(集气瓶里装有少量水).观察铁丝在氧气中燃烧的现象.
三、问题和讨论
为什么要先检查装置的气密性? 为什么要在试管口放一团棉花? 为什么要先移动酒精灯使试管均匀受热? 为什么试管口要略向下倾斜? 为什么要有连续的气泡时才能收集? 实验完毕为什么要先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,相反操作会造成什么后果?做燃烧实验时,为什么要缓慢往下伸入?在硫、磷、铁的燃烧实验中,为什么要在瓶底留一层水?换成细沙行不行?
因为是制取并收集气体的实验,所以要检查装置的气密性.放一团棉花是为了防止高锰酸钾粉末吹入导气管.使试管均匀受热,是为了防止试管炸裂.试管口略向下倾斜是为了防止液体倒流炸裂试管.有连续的气泡时收集,是为了收集到纯净的气体因为刚开始排除的是试管中的空气.为了防止试管中的空气冷却而发生倒吸,炸裂试管.如果相反操作,会炸裂试管.慢慢往下插入,可以保证物质充分和氧气接触,充分燃烧.硫和磷的燃烧实验在底留一层水是为了吸收生成的二氧化硫和五氧化二磷,在瓶底留一层水是为了防止生成的四氧化三铁掉到瓶底上,把瓶底炸裂.所以在硫和磷的燃烧实验中,不能把水换成细沙,在铁的燃烧实验中,可以把水换成细沙.
实验效果
通过制取气体的实验,使学生掌握了用加热高锰酸钾制取氧气的方法,并初步学会了实验室制取少量气体的基本操作和一般流程.通过氧气性质的实验,使学生学会了燃烧实验的基本操作,并锻炼了学生观察、记录实验现象及分析问题的能力.本次实验,达到了预期的效果.