气体净化实验：氧气的制备

气体净化实验：氧气的制备气体净化实验：氧气的制备一、氧气的基本概念1.氧气的化学式：O22.氧气的物理性质：无色无味气体，密度比空气大3.氧气的化学性质：氧化性、助燃性二、氧气的制备原理1.分解过氧化氢溶液法：2H2O2→2H2O+O2↑2.加热氯酸钾法：2KClO3→2KCl+3O2↑3.加热高锰酸钾法：2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑三、实验器材与装置1.实验室用具：酒精灯、试管、集气瓶、水槽、导管、单孔塞、双孔塞2.仪器设备：加热设备（如酒精灯）、气体收集装置（如集气瓶、水槽）四、实验步骤与操作要点1.检查装置气密性：将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好。2.装药：将氯酸钾或高锰酸钾装入试管，用单孔塞或双孔塞塞紧。3.固定装置：用铁架台固定酒精灯和试管，确保装置稳定。4.加热：点燃酒精灯，给试管加热。注意用外焰加热，且不要将酒精灯焰心直接接触到试管底部。5.收集氧气：当氧气逸出时，用集气瓶收集。可用排水法或向上排空气法收集。6.验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已满。7.熄灭酒精灯：实验结束后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水倒吸入试管导致炸裂。五、安全注意事项1.操作过程中要佩戴好防护用品，如实验室外套、眼镜、手套等。2.加热时要注意火焰方向，防止烧伤。3.收集氧气时，避免将集气瓶倒置，防止氧气泄漏。4.实验过程中禁止触碰热试管，以免烫伤。六、实验现象与解释1.分解过氧化氢溶液时，加入二氧化锰作催化剂，可观察到有气泡产生，气体逸出。2.加热氯酸钾时，氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，观察到固体逐渐变小，试管口有白烟产生。3.加热高锰酸钾时，高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，观察到固体逐渐变黑，试管口有白烟产生。七、实验结论通过分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法，可以制得氧气。八、思考与拓展1.探讨不同制备氧气方法的特点及优缺点。2.研究催化剂在化学反应中的作用。3.探索氧气的助燃性质及其在实际应用中的价值。九、作业与练习1.总结实验室制备氧气的原理、步骤及注意事项。2.分析不同氧气制备方法的实验现象及解释。3.设计一个实验，验证氧气的助燃性质。习题及方法：习题1：氧气的化学式是什么？答案：氧气的化学式是O2。解题思路：这是一道基础题，考察学生对氧气化学式的掌握。直接回答氧气化学式即可。习题2：氧气的物理性质有哪些？答案：氧气是无色无味的气体，密度比空气大。解题思路：这是一道考察氧气物理性质的题目。根据知识点，无色无味和密度比空气大是氧气的主要物理性质。习题3：氧气的化学性质有哪些？答案：氧气具有氧化性和助燃性。解题思路：这是一道考察氧气化学性质的题目。根据知识点，氧化性和助燃性是氧气的主要化学性质。习题4：实验室制备氧气通常采用哪些方法？答案：实验室制备氧气通常采用分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾和加热高锰酸钾等方法。解题思路：这是一道考察氧气制备方法的题目。根据知识点，列举出常用的制备氧气的方法即可。习题5：在实验室制备氧气时，为什么需要检查装置气密性？答案：为了防止装置漏气，确保实验顺利进行。解题思路：这是一道考察实验操作原因的题目。根据知识点，解释检查装置气密性的重要性。习题6：在实验室制备氧气时，如何正确加热试管？答案：用外焰加热，且不要将酒精灯焰心直接接触到试管底部。解题思路：这是一道考察实验操作方法的题目。根据知识点，描述正确加热试管的方法。习题7：实验室制备氧气时，如何判断氧气是否收集满？答案：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已满。解题思路：这是一道考察实验操作方法的题目。根据知识点，描述判断氧气是否收集满的方法。习题8：在实验室制备氧气时，为什么要在实验结束后先将导管移出水面，再熄灭酒精灯？答案：防止水倒吸入试管导致炸裂。解题思路：这是一道考察实验操作原因的题目。根据知识点，解释先将导管移出水面再熄灭酒精灯的重要性。其他相关知识及习题：一、空气中氧气的含量1.空气中氧气的体积含量约为21%。2.氧气在空气中的比例对地球生物的生存至关重要。习题1：空气中氧气的体积含量是多少？答案：约为21%。解题思路：这是一道基础题，考察学生对空气成分中氧气含量的掌握。直接回答氧气在空气中的体积含量即可。习题2：氧气在空气中的比例对地球生物的生存有什么重要性？答案：氧气在空气中的比例对地球生物的生存至关重要，因为生物需要氧气进行呼吸作用。解题思路：这是一道应用题，考察学生对氧气在空气中重要性的理解。根据知识点，解释氧气在空气中的比例对生物生存的重要性。二、氧气的工业制法1.工业上常用分离液态空气法来制取氧气。2.液态空气法利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离。习题3：工业上常用什么方法来制取氧气？答案：工业上常用分离液态空气法来制取氧气。解题思路：这是一道基础题，考察学生对氧气工业制法的掌握。直接回答氧气工业制法的方法即可。习题4：液态空气法是如何分离液态氮和液态氧的？答案：液态空气法利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离。解题思路：这是一道应用题，考察学生对液态空气法工作原理的理解。根据知识点，解释液态空气法分离液态氮和液态氧的原理。三、氧气的用途1.氧气可用于医疗急救，供给呼吸。2.氧气是工业生产中重要的原料，如钢铁制造、焊接等。习题5：氧气在医疗急救中的主要用途是什么？答案：氧气在医疗急救中的主要用途是供给呼吸。解题思路：这是一道应用题，考察学生对氧气在医疗急救中用途的理解。根据知识点，解释氧气在医疗急救中的作用。习题6：氧气在工业生产中的主要用途是什么？答案：氧气在工业生产中的主要用途是作为重要的原料，如钢铁制造、焊接等。解题思路：这是一道应用题，考察学生对氧气在工业生产中用途的理解。根据知识点，解释氧气在工业生产中的作用。四、氧气的化学性质1.氧气具有氧化性，能与许多物质发生氧化反应。2.氧气具有助燃性，能支持燃烧。习题7：氧气具有哪些化学性质？答案：氧气具有氧化性和助燃性。解题思路：这是一道基础题，考察学生对氧气化学性质的掌握。直接回答氧气的化学性质即可。习题8：氧气能与哪些物质发生氧化反应？答案：氧气能与许多物质发生氧化反应。解题思路：