透視氧氣的制取

沙林祥

實驗室制取氧氣實驗是初中化學第一個制備氣體的實驗，掌握好此實驗可為以后學習實驗室制取二氧化碳、氫氣等實驗打下堅實的基礎。下面我們一起透視下該實驗的相關要點。

[實驗要點]

1. 藥品：高錳酸鉀;過氧化氫溶液和二氧化錳;氯酸鉀和二氧化錳。

2. 反應原理：高錳酸鉀[加熱] 錳酸鉀 + 二氧化錳 + 氧氣;過氧化氫 [二氧化錳] 水 + 氧氣;氯酸鉀 [二氧化錳加熱]氯化鉀 + 氧氣。

3. 發(fā)生裝置：

（1）選擇依據(jù)：反應物、生成物的狀態(tài)及反應條件。

（2）裝置類型：固液不加熱型（過氧化氫溶液和二氧化錳，如圖1）、固固加熱型（高錳酸鉀;氯酸鉀和二氧化錳，如圖2）。

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圖1? ? ? ? ? 圖2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3? ? ? ? ? ? ? 圖4? ? ? ? ? ? ? 圖5

4. 收集裝置：

（1）選擇依據(jù)：氣體的溶解性，密度（與空氣比較），能否與水、空氣中的成分發(fā)生反應。

（2）收集方法：排水法（氧氣不易溶于水且不與水反應，如圖3）、向上排空氣法（氧氣的密度比空氣略大且不與空氣中的成分反應，如圖4）。

5. 操作步驟：實驗室用高錳酸鉀（或氯酸鉀和二氧化錳）制取氧氣并用排水法收集氧氣的步驟可概括為“查、裝、定、點、收、移、熄”（諧音為：“茶莊定點收利息”）。

（1）查：檢查裝置的氣密性。如圖5，把導管的一端浸入水里，用手緊握容器的外壁，容器內(nèi)的空氣受熱膨脹，導管口有氣泡冒出，松開手后，導管中液面上升，形成一段水柱，且一段時間后不回落，則證明裝置氣密性良好。

（2）裝：將藥品裝入試管，在試管口塞一小團棉花（若用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，則不需要放一團棉花），用帶導管的單孔橡皮塞塞緊試管。

（3）定：將試管固定在鐵架臺上。

（4）點：點燃酒精燈，先預熱，后對準試管中的藥品部位集中加熱。

（5）收：當導管口有連續(xù)均勻的氣泡冒出時開始收集氣體。

（6）移：收集完畢，將導管從水槽中移出。

（7）熄：熄滅酒精燈。

6. 檢驗方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，如果木條復燃，說明瓶內(nèi)氣體是氧氣。

7. 驗滿方法：（1）用向上排空氣法收集時，將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復燃，說明氧氣已收集滿;（2）用排水法收集時，當集氣瓶口有較大氣泡冒出時，說明氧氣已收集滿。

[拓展創(chuàng)新]

檢查裝置氣密性的方法：

[素養(yǎng)提升]

（2020·上海節(jié)選）如圖6，某化學學習小組在實驗室制取氧氣并進行相關性質(zhì)實驗，請回答下列問題。

（1）寫出儀器甲的名稱 ? ? ? ? ? ? ? 。

（2）以氯酸鉀和二氧化錳為原料制取氧氣的文字表達式是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ，應選用的發(fā)生裝置是 ? ? ? （選填編號），用向上排空氣法收集氧氣應選用的裝置是 ? ? ? （選填編號）。

（3）用排水法收集氧氣時，集氣瓶內(nèi)的水全部排出后，將導管移出集氣瓶，再進行如下操作：a. 從水槽中取出集氣瓶;b. 瓶口向上放置;c. 在集氣瓶口蓋好毛玻璃片。正確的操作順序是 ? ? ? ? ? ? ? （用編號排序）。

答案：（1）酒精燈 （2）氯酸鉀[二氧化錳加熱]氯化鉀 + 氧氣 A C （3）cab

（作者單位：江蘇省興化市楚水初級中學）