§实验一、氧气的实验室制法与性质
2010级化学1班 1223实验室
一、实验目的
1．掌握实验室制取和收集氧气的方法及其性质实验的操作技巧； 2．初步掌握本实验的演示教学方法。
二、实验原理
1．氧气的制备方法 （1）高锰酸钾法：
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
（2）过氧化氢法：
2H2O2MnO22H2O+O2↑
（3）氯酸钾法：
2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑
2．氧气的性质及实验方法
（1）物理性质：在通常状况下，O2为无色无味的气体。在标准状况下，
O2的密度（1.429g/L）比空气的平均密度（1.293g/L）大。不易溶于水（每升水溶解O2约30mL），所以，氧气采用排水法收集。 （2）化学性质：氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃或
高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应，放出大量热。本次实验主要通过观察金属Fe、非金属C、S、P以及石蜡在O2中燃烧的实验现象及反应产物来验证O2支持燃烧的化学性质[1]。
三、实验操作过程与实验现象
1．氧气的制取与收集
（1） KMnO4加热分解法
连：按装置图1从下到上、从左到右连接装置；
查：检查装置气密性。用手握住试管，如果水中导管口有气泡逸出，
则说明气密性好[2]；
装：取15克KMnO4加入硬质试管中，管口放好脱脂棉后，塞紧单孔
塞。
定：将试管固定在铁架台上，试管夹应夹在距试管口三分之一处，试
管口略向下倾斜；
点：点燃酒精灯，先预热试管，然后将火焰集中在药品处加热；导管
口有气泡冒出；
收：当气泡连续且均匀开始收集； 离：将导管移开水槽； 熄：熄灭酒精灯。
图1.KMnO4加热分解制氧气装置
（2） H2O2分解法
①按照装置图2连接实验装置；
②检查装置的气密性：关闭分液漏斗的活塞，用手捂住具支锥形瓶，若导管口有气泡冒出，则气密性好；
③在具支锥形瓶中装入0.5-1.5gMnO2，分液漏斗中装入适量10％-15％的H2O2溶液。调节分液漏斗旋塞，使过氧化氢溶液均匀缓慢滴下，导管口开始有少量不均匀气泡冒出； ④采用排水法收集氧气，当气泡连续 且均匀时开始收集；
⑤氧气基本不再产生时，先将导气管 移开水槽，再逐步拆卸装置。
图2. H2O2分解制氧气装置
2．氧气的性质 （1） S在氧气中燃烧
【操作过程】取少量硫磺粉放入洁净的燃烧匙中，在酒精灯上加热至燃烧，将燃着的硫匙由上往下缓缓伸进集有O2的集气瓶中观察现象。[3] 【实验现象】硫在空气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，硫匙伸入氧气后，火焰的颜色呈现为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气味的气体产生，集气瓶内有大量白烟，推测为未燃烧的硫气化又冷凝所致。 【化学方程式】S+O2 点燃SO2
（2） P在氧气中燃烧
【操作过程】取少量红磷放入洁净的燃烧匙中，点燃，缓慢伸入盛满氧气的集气瓶中，观察现象。
【实验现象】红磷在空气中燃烧，火焰呈黄色；在氧气中燃烧，火焰呈亮黄色，并有大量白烟附着在瓶壁上，此为P2O5。 【化学方程式】4P+5O2 点燃2P2O5
（3） C在氧气中燃烧
【操作过程】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上烧至红热，缓慢伸入盛满氧气的集气瓶中，观察现象。燃烧停止后，给此集气瓶倒入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。
【实验现象】木炭在氧气中更剧烈燃烧，并发出白光。倒入澄清石灰水，振荡后，澄清石灰水变浑浊，说明木炭在氧气中燃烧有CO2产生。 【化学方程式】C+O2 点燃CO2
（4） Fe在氧气中燃烧
【操作过程】将适当粗细的铁丝用砂纸打磨后弯成螺旋状，其端部附一根火柴，点燃火柴，烧至火柴将尽时，伸入铺有一层细砂的盛满氧气的集气瓶中，观察现象。
【实验现象】铁丝在氧气中燃烧，火星四射，并生成黑色物质（Fe3O4）。
【化学方程式】3Fe+2O2 点燃Fe3O4
（5） 蜡烛在氧气中燃烧
【操作过程】用小刀截取长约1cm长蜡烛一段，放入燃烧匙，点燃后伸入集气瓶中，观察现象，燃烧停止后，注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。
【实验现象】蜡烛在氧气中燃烧，火焰更加亮白，注入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛在氧气中燃烧有CO2产生。 【化学方程式】石蜡+O2 点燃CO2+H2O
四、实验应注意的事项
1.使用KMnO4制氧气时应将试管口略向下倾斜，防止药品中所含的水分变成水蒸汽，在试管口冷凝成水滴倒流，致使试管炸裂；
2.使用KMnO4制氧气需在试管口放入适量脱脂棉，防止KMnO4粉末进入导气管，造成堵塞或者使氧气变成紫红色；
3.收集氧气时必须等气泡均匀再收集，避免氧气不纯影响性质实验的反应； 4.氧气收集完成后，必须先移开水槽中的导气管再熄灭酒精灯，防止水槽中的水由导气管倒流回炙热的试管造成试管炸裂；
5.做铁丝燃烧的实验必须在集气瓶底部铺上少量细砂或倒入少量水，防止反应生成的炙热的黑色固体与集气瓶接触使集气瓶炸裂。
五、参考文献
[1]李明媚. 对氧气的性质和制取实验的几点思考［J］.实验教学, 2004 年第1-2 合期:81.
[2]柴文锋.氧气的制法相关知识问答［J］.《中学理科：初中数理化》，2003年，7 期：40.
[3]段玉峰.综合训练与设计［M］.2002年8月.北京 :科学出版社,2001年.214-218.
