實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

劉然

摘 要：通過(guò)可以操控的簡(jiǎn)單化學(xué)設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，能夠反映化學(xué)制氧的基本原理，通過(guò)簡(jiǎn)明的觀察提出應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題，不斷改進(jìn)制氧方式。達(dá)到有效操控的目的。快速、效率、準(zhǔn)確和安全成為實(shí)驗(yàn)室制氧的基本準(zhǔn)則。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)室；氧氣

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2016）10-241-02

我們將實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的步驟概括為幾大步：實(shí)驗(yàn)原理準(zhǔn)備——實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備結(jié)合檢查——實(shí)驗(yàn)裝備的安裝和檢查——實(shí)驗(yàn)步驟的進(jìn)行——實(shí)驗(yàn)觀察和操作——實(shí)驗(yàn)結(jié)果的得出——實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)——實(shí)驗(yàn)反思和改進(jìn)步驟。通過(guò)以上步驟，我們得出本次實(shí)驗(yàn)的調(diào)查報(bào)告，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)論的反思和總結(jié)。

一、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的理論準(zhǔn)備和思考

1、利用化學(xué)材料的實(shí)驗(yàn)室氧氣制取

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室制取氧氣過(guò)程中，我們一般采用加熱高錳酸鉀（KMnO4）的方式進(jìn)行氧氣制取，還有加熱氯酸鉀（KClO3），并且可以通過(guò)催化劑MnO2來(lái)催化，提升制氧速率，還有我們可以考慮利用雙氧水（過(guò)氧化氫）結(jié)合催化劑MnO2來(lái)進(jìn)行氧氣的制取。

以上三種方式基本是利用化學(xué)原料的方式，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其制取氧氣的數(shù)量和純度，取決于材料的數(shù)量和純度，包括操作過(guò)程的步驟和注意事項(xiàng)，通過(guò)對(duì)于過(guò)程的控制來(lái)達(dá)到獲取氧氣的目的。

2、利用物理電解的方式獲取氧氣

實(shí)驗(yàn)室除了化學(xué)制氧的方式之外，還有物理制氧方式，就是通過(guò)電解水的方式生成氧氣和氫氣。這種方式稱為物理電解的方式，此種方式相對(duì)于化學(xué)制氧不便于控制，而且氧氣純度不好控制，容易消散。

二、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的注意事項(xiàng)分析。

化學(xué)制氧劑的氧氣制取注意問(wèn)題分析。

鑒于以上采用不同的制氧方式，我們可以控制其制氧過(guò)程，注意化學(xué)制氧和物理制氧的不同方式和注意事項(xiàng)等。我們展示實(shí)驗(yàn)室化學(xué)制氧化學(xué)方程式如下：

（1）加熱高錳酸鉀方式制取氧氣化學(xué)式為：2KMnO4===（△）K2MnO4+MnO2+O2↑

（2）用催化劑MnO2并加熱氯酸鉀化學(xué)式為：2KClO3===（△，MnO2） 2KCl+3O2↑

（3）用雙氧水（過(guò)氧化氫）在催化劑MnO2生成O2和H2O，化學(xué)式為： 2H2O2===（MnO2） 2H2O+O2↑

我們通過(guò)化學(xué)制氧劑，主要是高錳酸鉀和氯酸鉀以及雙氧水，通過(guò)加熱和催化劑來(lái)使之生成氧氣，按照化學(xué)方程式的過(guò)程要求，我們通過(guò)搭設(shè)基本裝置如圖一所示，以高錳酸鉀制取氧氣為例展示，我們觀察到如下裝置的角度和步驟順序：

注意事項(xiàng)（1）整體考慮高度差。鐵架銜接試管的高度要考慮到酒精燈架設(shè)的高度與導(dǎo)氣管和裝水容器采集瓶的高度，做到高效方便加熱，氧氣采制方便順利控制，以獲得最大限度的實(shí)驗(yàn)效率和質(zhì)量。

（2）裝置安裝和架設(shè)步驟。先將化學(xué)制氧劑裝入試管中，然后控制均勻鋪開，架設(shè)酒精燈，放置裝水容器和氧氣采集瓶，同時(shí)調(diào)整試管高度，使試管底部和頭部舒服角度合理，有效搭配。

（3）固體制氧劑加入制取氧氣，試管略向下傾斜。

這個(gè)角度極為重要，一是方便氧氣順利通過(guò)試管通過(guò)導(dǎo)出管導(dǎo)出，更主要的就是在加熱固體藥品時(shí)（KMnO4、KClO3、MnO2），藥品當(dāng)中含有的水分蒸發(fā)編成水蒸氣，在試管口冷凝成水滴倒流入試管底部，試管底部因加熱與冷凝水導(dǎo)致爆裂，試管角度一定做好調(diào)整，保障成功和安全。

（4）試管底部在加熱前做到均勻預(yù)熱。

試管在使用之前通過(guò)用酒精燈預(yù)熱，使之底部受熱均勻，防止破裂。

（5）銜接緊密，控制導(dǎo)氣管長(zhǎng)度。

銜接緊密是不漏氣，一是試管的橡皮塞的安裝，而是導(dǎo)氣管在水槽中與氧氣采集瓶的銜接，導(dǎo)氣管要沒(méi)入水下，防止漏氣，導(dǎo)氣管在試管中的長(zhǎng)度剛剛露出即可，保障最大限度的氧氣導(dǎo)出，防止占用空間過(guò)多，降低實(shí)驗(yàn)效率。

（6）試管口是否要堵塞一團(tuán)棉花，保障均勻透氣性與柔軟性。

高錳酸鉀制氧需堵塞棉花。在加熱固體制劑的時(shí)候，防止像高錳酸鉀之類藥品顆粒加熱，隨氣流進(jìn)行導(dǎo)氣管，污染氧氣采集，影響實(shí)驗(yàn)效果，不安全。

但是在采用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制氧的時(shí)候，試管口不能放棉花，因?yàn)槁人徕浭且环N強(qiáng)氧化劑，在加熱的時(shí)候，遇到棉花容易燃燒，甚至引發(fā)爆炸，引起危險(xiǎn)。

（7）用排水法制取氧氣，最初的氣泡不可立即收集。

最初在試管和導(dǎo)氣管中混有空氣，此時(shí)的氧氣不夠純凈，首先要進(jìn)行一段時(shí)間的排氣，隨后收集到高純的氧氣。

（8）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，要現(xiàn)將導(dǎo)氣管從水中移出，然后熄滅酒精燈。

先熄滅酒精燈，試管的溫度降低，導(dǎo)致管內(nèi)壓強(qiáng)降低，這是水會(huì)從導(dǎo)氣管倒流如試管底部，引起試管炸裂。所以先移出導(dǎo)氣管，將管內(nèi)的水排干凈，最后熄滅酒精燈，保障實(shí)驗(yàn)安全和成功。

三、實(shí)驗(yàn)室電解水制取氧氣的注意事項(xiàng)

這種實(shí)驗(yàn)利用不多，因?yàn)楸容^難以控制，而且產(chǎn)生的氫氣具有一定爆炸的危險(xiǎn)性。氧氣不便于保存。

實(shí)驗(yàn)中我們需要增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，可以加入少量的稀硫酸或者氫氧化納溶液，通過(guò)水的電解方式進(jìn)行。此外對(duì)于制取氣體的驗(yàn)證方面，采用帶火星的木條，如果木條短時(shí)間急劇復(fù)燃，就說(shuō)明獲取成功，要注意觀察火焰的顏色，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，也可以證明氫氣的存在。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)室制取氧氣需要通過(guò)多角度多思維觀察，并且通過(guò)過(guò)程的檢驗(yàn)和結(jié)論的反思，不斷提升實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)性，獲得最終的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在課堂教學(xué)中這個(gè)過(guò)程可以不斷反復(fù)進(jìn)行，讓學(xué)生做到技術(shù)熟練，提升實(shí)驗(yàn)操作的質(zhì)量和效率，獲得實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

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