實驗室制取氧氣

張祖海

實驗室制取氧氣實驗是初中化學第一個制備氣體的實驗，掌握好它能為后續(xù)學習實驗室制取二氧化碳、氫氣等實驗打下堅實的基礎。

要點提煉

1.加熱高錳酸鉀制取氧氣

（1）試管口放一團棉花的作用：防止藥品沖出，堵塞導管。

（2）當導管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時，開始收集氧氣。（因為先排出的是試管中的空氣）

（3）實驗結束后，應先移出導管，后熄滅酒精燈。（防止水倒吸入試管，使試管炸裂）

（4）氧氣驗滿的方法：①用向上排空氣法收集氧氣時，將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，則氧氣已收集滿;②用排水法收集氧氣時，當集氣瓶口有大氣泡冒出時，則氧氣已收集滿。

（5）盛放氧氣的集氣瓶應正放在桌上。（因為氧氣的密度略大于空氣）

（6）用排水法收集的氧氣更純凈，用向上排空氣法收集的氧氣更干燥。

（7）檢驗氧氣的方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，若木條復燃，則氣體為氧氣。

2.加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣

（1）氯酸鉀和氯化鉀是白色固體，二氧化錳是黑色固體。

（2）發(fā)生裝置與加熱高錳酸鉀制取氧氣相同，均為固固加熱型，但試管口不需要放一團棉花。

（3）操作步驟與加熱高錳酸鉀制取氧氣相同，可簡記為：查、裝、定、點、收、移、熄。（諧音：茶莊定點收利息）

（4）與過氧化氫制取氧氣相同，二氧化錳是反應的催化劑。

3.過氧化氫制取氧氣

（1）發(fā)生裝置為固液常溫型。

（2）若使用分液漏斗，可采用注水法檢查裝置的氣密性，即用彈簧夾夾緊橡膠管，向分液漏斗中加水，觀察到液面不持續(xù)下降，則說明裝置不漏氣。

（3）加藥品時，先加固體，后加液體。

（4）此方法相對于前兩種實驗室制取氧氣的方法的優(yōu)點：①不需要加熱，裝置簡單，操作方便;②若使用長頸漏斗，可隨時添加液體藥品;③若使用分液漏斗，可控制反應速率;④二氧化錳可回收利用;⑤無污染。

拓展提升

空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%，利用分離液態(tài)空氣的方法得到氧氣是工業(yè)上制取氧氣的重要途徑，如圖1是工業(yè)制氧氣的流程：

1. 工業(yè)上利用這種方法制得的氧氣中還可能含有水蒸氣、二氧化碳、稀有氣體等，屬于混合物。

2. 氮氣的沸點是-196 ℃，氧氣的沸點是-183 ℃，在蒸發(fā)的過程中，氮氣先被蒸發(fā)出來。

3. 工業(yè)制氧氣的過程中沒有生成新物質，屬于物理變化。

探究應用

例 氧氣是人類生活不可缺少的物質，制取氧氣的方法很多。請回答下列問題：

（1）KMnO4分解法：該反應的化學方程式為 _____________ ;

（2）KClO3分解法：應選用圖2中的_____________ （填圖中裝置對應的字母）作發(fā)生裝置;

（3）H2O2分解法：常溫下H2O2分解緩慢，通常加入少量MnO2，則MnO2的作用為_____________ ;

（4）可以用圖2中的C裝置來收集氧氣，體現(xiàn)了氧氣 _____________ 的物理性質;

（5）已知氮氣的沸點為-196 ℃，氧氣的沸點為-183 ℃。工業(yè)上在低溫下加壓，先使空氣液化，然后蒸發(fā)，則氧氣為 _____________ （填“先”或“后”）蒸發(fā)出來的氣體。

答案：（1）2KMnO4 [? ? ?△? ? ?] K2MnO4 + MnO2 + O2↑ （2）A （3）催化作用 （4）不易溶于水 （5）后

（工作單位：山東省煙臺市龍口市諸由觀鎮(zhèn)諸由學校）