知识点1 氧气的实验室制法(重、难点)
1.探究氧气的实验室制法
(1)探究用高锰酸钾制备氧气
【实验步骤及现象】 如图所示,把少量高锰酸钾装入试管中,并在试管口放一团棉花,用带有导管的塞子塞紧试管。
①加热试管,用排水法收集一瓶氧气。
②把带火星的木条伸入试管中,观察所发生现象。
加热高锰酸钾,伸入集气瓶的导管口有气泡生成;带有火星的木条复燃。
【实验结论】 高锰酸钾受热时,会分解放出氧气,同时还有锰酸钾和二氧化锰生成。反应的表达式为:高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 (KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2)
【注】 高锰酸钾稍微加热就可以释放氧气,但加热时常出现氧气流把粉末吹到导管中的现象,所以用氧气制取氧气时,要在试管口放一团棉花,以防止高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管。
(2)探究用过氧化氢制备氧气
【实验步骤及现象】 ①在试管中加入5mL 5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
②向上述试管加入少量二氧化锰,把带火星的木条伸入试管,观察现象。
③待上述试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,观察现象,待试管中又没有现象发生时,在重复上述操作,观察现象。
实验现象见下表
实验序号 现 象 分 析
① 带火星的木条未复燃 产生的过氧化氢量少,且产生的速率比较缓慢
② 带火星的木条复燃 过氧化氢分解速率加快,收集到的氧气量过大
③ 每次加入过氧化氢溶液后,带火星的木条都会复燃 每次加入过氧化氢溶液后,都立即产生大量气泡,不需
要重新添加二氧化锰
【实验结论】分解过氧化氢可以得到氧气,但产生的速率较慢,且气体量较少,加入二氧化锰后,分解速率加快,得到的气体量变大,并且二氧化锰的反应前后并没有质量的增减。
(3)探究用氯酸钾制备氧气
【实验步骤及现象】 把少量氯酸钾和二氧化锰混合均匀后装入试管,用带有导管的塞子塞紧试管。加热试管,用排水法收集一集气瓶气体。把带有火星的木条伸入集气瓶中,观察实验现象。
用排水法收集到一集气瓶气体,把带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃。
【实验结论】收集到的气体是氧气,氧气不易溶于水,氯酸钾和二氧化锰混合加热后能够产生氧气。
【注】 ①氯酸钾和二氧化锰混合加热适合于制取较多的氧气,但要注意氯酸钾一定要纯净,不能混入易燃杂质,如碳粉、纸屑等,以免发生爆炸。
②用作催化剂的二氧化锰,在实验前最好也进行烧灼,以除去其中的易燃物质。
2.实验室制取氧气的药品和反应原理
(1)药品:过氧化氢溶液和二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰、高锰酸钾
(2)反应原理:①用过氧化氢和二氧化锰制取氧气:
过氧化氢 (H2O2) (催化剂:二氧化锰) → 水(H2O) + 氧气 (O2)
②加热高锰酸钾 (紫黑色固体) 锰酸钾(绿色固体) + 二氧化锰(黑色固体) + 氧气
KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
③加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气
氯酸钾(白色固体) (催化剂:二氧化锰) 氯化钾(白色固体) + 氧气
KClO3(催化剂:MnO2) KCl + O2
3.氧气的收集方法
氧气不易溶于水且不与水反应,可以用排水法收集氧气;氧气的密度比空气的密度略大,可以用向上排空集气法收集。
4.氧气的检验和验满
检验:把带火星的木条伸入集气瓶,若木