实验室制取氧气有三种方法,分别为:(1)高锰酸钾制取氧气;(2)氯酸钾制取氧气;(3)过氧化氢制取氧气。本篇文章主要介绍高锰酸钾制取氧气,一般步骤为“茶庄定点收利息”。
高锰酸钾制取氧气的原理:
通过原理可知,所需药品为高锰酸钾,高锰酸钾为紫黑色固体。
高锰酸钾制取氧气的一般步骤为:
第一步:“查”,即检查装置气密性,利用“手握法”,连接好装置,先将导管末端伸入水中,然后双手紧握试管,若观察到管口有气泡,移开手后导管中形成一段稳定的水柱,说明装置气密性良好;
第二步:“装”,将药品平铺在试管底部,并在试管口塞一团棉花;
第三步:“定”,固定试管,铁夹夹在试管口三分之一处(中上部),并使试管口略向下倾斜;
第三步:“点”,点燃酒精灯,先预热,然后再对准药品集中加热;
第四步:“收”,利用排水法或向上排空气法收集气体,若用排水法收集气体,在水下盖好玻璃片并取出;
第五步:“离”,先将导管从水中撤离;
第六步:“熄”,再熄灭酒精灯。
为什么要在试管口塞一团棉花?防止高锰酸钾粉末随气流进入导管,并堵塞导管。
为什么试管口要略向下倾斜?防止水回流引起试管的炸裂。
为什么先预热,再集中加热?防止试管受热不均引起试管的炸裂。
为什么导气管口不能伸入试管太长?不利于气体的排出,导管伸入过长,则药品容易进入导管,从而阻塞导管口。
利用排水法收集氧气,什么时候开始收集?当出现连续均匀的气泡时,开始收集氧气。
为什么要等到连续均匀气泡时才开始收集?因为刚开始冒气泡时收集,主要是试管中的空气,导致收集的氧气不纯。
氧气什么时候收集满?当集气瓶口出现大气泡时,说明已经集满。
拿出集气瓶后,为什么要正放在桌面上?因为氧气的密度略大于空气,若倒放,会导致氧气逸出。
例题1:实验室常用下列装置来制取氧气,请根据题意回答下列问题:
(1)写出下列仪器名称:a______;b______;(2)若实验室用加热高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,则可用于收集氧气的装置为______(填字母序号),其反应的文字或符号表达式为______,验满的方法为______;(3)若实验室选择装置C制备氧气,选择C装置的依据是______,与B装置相比该装置的优点是______;(4)某气体X可用E装置收集,若改用G装置收集,则气体X应从______口进(填“c”或“d”);(5)工业制氧气的方法为______,此方法是利用物质的______不同来对其进行分离,属于______变化(填“物理”或“化学”)。
解:(1)仪器a的名称是锥形瓶,仪器b的名称是水槽。
(2)氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集,用排水法收集的氧气比较纯净,故选F收集。高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气;氧气具有助燃性,检验氧气是否收集满的方法是:把带火星木条放在集气瓶口,若木条复燃,则集满。
(3)C装置适合固液不加热的反应,所以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气。C中分液漏斗可控制滴液速率,从而控制反应速率,C的优点是可控制反应速率。
(4)某气体X可用E装置收集,则该气体密度比空气小,若改用G装置收集,则气体X应从d口进。
(5)工业制氧气方法是分离液态空气法,利用氧气和氮气沸点不同,没有新物质生成,属于物理变化。
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