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- 2021-05-13 发布
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实验室制取氧气
实验室制取收集氧气:
过氧化氢制氧气
高锰酸钾制氧气
药品和反应原理
2H2O22H2O+O2↑
2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
发生装置
固液常温型
固体加热型
收集装置
氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集
整体装置图
操作步骤
①检查装置气密性
②再锥形瓶中装入二氧化锰
③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来)
④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
⑤收集氧气
①检查装置气密性
②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花)
③将试管固定在铁架台上
④点燃酒精灯,预热后加热试管
⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体
⑥收集完毕,先将导管移出水面
⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
易错考点
过氧化氢制氧气
高锰酸钾制氧气
注意事项
①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。
②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。
③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。
④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。
③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。
⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。
例题解析
例题1.(2015•南昌)实验室加热高锰酸钾制氧气,可直接采用的发生装置是( )
A
B
C
D
答案:B
解析:高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,属于固体加热型制取气体.
A、图中所示制取装置为固液常温型装置,实验室加热高锰酸钾制氧气不能选用该装置,故选项错误.
B、图中所示制取装置为固体加热型装置,故选项正确.
C、图中所示制取装置两端开口,不能用于实验室加热高锰酸钾制氧气,故选项错误.
D、图中所示制取装置不能用于实验室加热高锰酸钾制氧气,否则冷凝水会回流到热的烧瓶底部,使烧瓶底部炸裂,故选项错误.
例题2.(2015•贵阳)实验室用如图所示装置制取氧气,下列有关说法不正确的是( )
A、试管中加入的药品是MnO2和H2O2
B、实验前应检查装置的气密性
C、待导管口产生连续均匀的气泡时才开始收集氧气
D、实验结束时应先从水槽中取出导管,再停止加热
答案:A
解析:A、该装置制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,故A错误;
B、检查装置气密性是实验必做的一步操作,故B正确;
C、开始产生的氧气不纯,当气泡连续且均匀冒出时氧气纯净,故C正确;
D、收集完成后,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,可以防止水倒流而炸裂试管,故D正确.
课后练习
1.(2015•东营)以下是初中化学中的一些基本经验,不能达到实验目的是( )
A.
制取氧气
B.
稀释浓硫酸
C.
检查装置气密性
D.
粗盐过滤
答案:A
解析:A、实验室用固液常温型制取氧气时,为防止产生的氧气从长颈漏斗中逸出,长颈漏斗的末端应伸入液面以下,图中长颈漏斗的末端没有伸入液面以下,图中所示操作错误.
B、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散;一定不能把水注入浓硫酸中;图中所示操作正确.
C、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气;图中所示操作正确.
D、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中所示操作正确.
2.(2015•桂林)在实验室用高锰酸钾制氧气的实验中,必需的仪器是( )
A.
烧杯
B.
蒸发皿
C.
石棉网
D.
试管
答案:D
解析:实验室用高锰酸钾制氧气的装置中,必需的仪器有装药品高锰酸钾的试管,烧杯可用来加热液体药品、蒸发皿和石棉网用于蒸发操作,故不需要烧杯、蒸发皿、石棉网;
3.(2015•江西)实验室加热高锰酸钾制氧气,可直接采用的发生装置是( )
A.
B.
C.
D.
答案:C
解析:A、A属于固液常温型;
B、B可以用于金属矿物的冶炼;
C、用加热高锰酸钾的方法制取氧气,在生成氧气的同时,还有锰酸钾和二氧化锰生成,由于反应需要加热,所以发生装置应选C;实验室用高锰酸钾制取氧气时,高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽,使水槽内的水变成紫红色(由于高锰酸钾溶于水显紫红色),为防止这种现象的发生,通常要在试管口放一棉花团;
D、D属于液体的蒸馏装置.
4. (2015•成都)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,有关该实验的说法错误的是( )
A、 二氧化锰是反应物
B、 与高锰酸钾制取氧气装置相同
C、 可用向上排空气法收集
D、 可用带火星的木炭检验氧气
答案:A
解析:A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,其中的二氧化锰作为反应条件,是催化剂,故说法错误;
B、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,和加热高锰酸钾制取氧气都是固体加热型的发生装置,故说法正确;
C、因为氧气的密度比空气大,因此可以采用向上排空气法收集,故说法正确;
D、氧气具有助燃性,因此可以使带火星的木炭复燃用来检验氧气,故说法正确;
5.(2015•眉山)如图是氧气的制取与性质实验装置图.
回答下列问题:
(1)装置B的作用是 ,装置C中硫粉燃烧的现象是 ,装置D的作用是 .
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 ,装置D中发生反应的化学方程式为 .
答案:(1)除去水蒸气(干燥气体或吸收水分);产生蓝紫色火焰;吸收二氧化硫,防止污染空气;
(2)2H2O22H2O+O2↑;SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.
解析:(1)装置B的药品是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,装置B的作用是除去水蒸气(干燥气体或吸收水分).
装置C中硫粉燃烧的现象产生蓝紫色火焰,硫粉燃烧生成二氧化硫气体,二氧化硫气体能与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水,则装置D的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气.
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑.
装置D中发生反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O.
6.(2015•乐山)如图是实验室的部分仪器或实验装置,回答有关问题.
(1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气,应选用发生装置是(填编号) ,若用排水法收集氧气,收集完毕后,应先 ,再移开酒精灯.
(2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后, (填正放或倒放)在桌面上,其验满的操作方法是 .
答案:(1)A;把导管移出水面;(2)正放;将带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃.
解析:(1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气,属于固体加热型制取气体,应选用发生装置是A.
用排水法收集氧气结束时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸入试管,使试管因骤然冷却而炸裂.
(2)氧气的密度比空气的大,装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后,应正放在桌面上;检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明集满了氧气.
7.(2015•海南)实验室常用下列装置来制取氧气:
(1)写出编号为①的仪器名称 ;
(2)用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气时,应选用的发生装置是 (填“甲”或“乙”);若用丙装置除去氧气中的水蒸气,丙中盛放的液体试剂是 ,气体应从 (填“a”或“b”)端导入.
答案:(1)酒精灯
(2) 乙 浓硫酸 a
解析:(1)根据实验室常用仪器可知:①为酒精灯;
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生装置的特点是固液常温型的乙装置;因为浓硫酸具有吸水性,可以干燥氧气,干燥时长进短出,
气体应从a进.
8.(2015•泉州)在实验室里,小明与同学欲用如图所示装置(气密性良好)和药品制取初中化学常见气体并验证其有关性质.
(1)写出图中标有序号的仪器名称:
① ,② .
(2)点燃A中的酒精灯制取并收集氧气,反应的化学方程式为 .待检验到B中氧气已收集满,接下来的操作是 ,把集气瓶盖好玻璃片后,正放在桌面上.
(3)将点燃的蜡烛放入集满氧气的集气瓶中,可观察到 且瓶壁上有水雾出现,证明蜡烛燃烧有水生成.接着,将蜡烛从集气瓶中取出, (填实验步骤和现象),证明蜡烛燃烧还生成了二氧化碳.
(4)小明同学发现装置C有一处明显错误: ,将装置C改正后放入适量的药品: 和 ,即开始制取 气体(写一种).
答案:(1)试管;长颈漏斗;
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;将导管移出集气瓶;
(3)蜡烛燃烧更旺,发出白光;往集气瓶倒入适量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊
(4)长颈漏斗的末端未接近锥形瓶的底部;锌;稀硫酸;氢气(其他合理答案也可).
解析:(1)标有序号的仪器名称为①试管、②长颈漏斗;
(2)高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,收集氧气完毕后,应先将导管移出集气瓶;(3)蜡烛在氧气中燃烧的更旺,发出白光,放出热量,将澄清的石灰水倒入集气瓶后,振荡,若变浑浊,则证明生成了二氧化碳;;
(4)该装置中,长颈漏斗的末端没有接近锥形瓶的底部,会导致生成的气体从长颈漏斗逸出,该装置适用于固液常温下来制取气体,如用锌粒与稀硫酸来制取氢气、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下制取氧气、大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化碳,