实验2 氧气的实验室制法（考点精讲）-备战2021年中考化学实验专项突破（人教版）

实验2 氧气的实验室制法 1.反应原理及制取装置 药品 高锰酸钾 氯酸钾、二氧化锰 过氧化氢、二氧化锰 反应原理 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO3 2KCl＋3O2↑ 2H2O2 2H2O＋O2↑ 发生装置 固体加热型 固液常温型 操作步骤 检查装置气密性→装入药品→将试管固定在铁架台上→点燃酒精灯加热→收集氧气→将导气管撤离水槽→熄灭酒精灯 检查装置气密性→装入药品→固定装置→收集氧气 注意：（1）用KMnO4，或KCIO3制取O2时应注意： ①试管口应略向 下 倾斜，目的是防止产生的冷凝水倒流，使试管炸裂； ②用KMnO4，制取氧气时，试管口要 塞一团棉花 目的是防止高锰酸钾粉末随气流进入导管，堵塞导管； ③用排水法收集氧气，结束时应先移出导管，后撤酒精灯，目的是 防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂 ； ④用排水法收集氧气时，水的作用是排尽集气瓶中的空气，应待导管口气泡连续均匀冒出时再开始收集，目的是防止集气瓶中混有未排尽的空气； ⑤用向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气。 （2）用H2O2制取O2时应注意：长颈漏斗必须伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。 2.装置的改进与评价 ①将固液常温型装置中的长颈漏斗分别换成分液漏斗和注射器（如图A、图B所示），改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而 控制反应速率 。 ②C装置的优点是 能随时控制反应的发生和停止 。 总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是 可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等 。 3.收集装置 方法 排水法 向上排空气法 收集装置 选取依据 气体的密度及在水中的溶解性 不易溶于水且不与水反应 密度比空气大 优缺点 优点：①收集的气体较纯净，②易判断是否收集满； 缺点：收集的气体不干燥 优点：收集的气体较干燥； 缺点：收集的气体纯度不高 注意事项 当观察到　瓶口有气泡冒出　时，证明氧气已收集满 导气管应伸至集气瓶底部，目的是 排尽集气瓶中的空气 . 4.检验和验满 检验 将带火星的木条伸入集气瓶瓶内，如果木条复燃，证明收集的气体是氧气 验满 向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明氧气已集满 排水法：当有大量气泡从集气瓶瓶口冒出时，说明氧气已集满 （4）操作步骤 以加热高锰酸钾制取氧气为例：查、装、定、点、收、离、熄。 ①查：检查装置的气密性； ②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部； ③定：把试管固定在铁架台上； ④点：点燃酒精灯加热； ⑤收：收集气体； ⑥离：将导管撤离水槽； ⑦熄：熄灭酒精灯。 拓展：无法收集到较纯净氧气的可能原因： （1）装置气密性不好。 （2）用向上排空气法收集时导管未伸到集气瓶底部。 （3）用排水法收集时，未等导管口有连续、均匀地气泡冒出时就开始收集。 5.“多功能瓶”的应用 装置 功能 气体进出方向 排空气法收集气体 密度大于空气的气体 b进a出 密度小于空气的气体 a进b出 排水法收集气体 a进b出 检验、除杂、干燥气体 b进a出 6.干燥剂及干燥装置： （1）常见气体的干燥剂及适用范围： ①浓硫酸——干燥酸性气体和中性气体，如氧气、二氧化碳、氮气等。 ②氢氧化钠固体、碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物）——干燥碱性气体和中性气体，如氨气、氮气等。 （2）干燥装置如图所示： 　　　 【例1】某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。 （1）写出仪器a的名称：__________。 （2）甲同学从上图中选择B、E装置的组合制取氧气，反应的文字表达式为_____，收集氧气还可选用的装置是________。 （3）乙同学称取一定质量的KMnO4固体放入大试管中，将温度控制在250℃加热制取O2。实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究： [提出猜想] 猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2； 猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2； 猜想Ⅲ：反应生成的K2MnO4和MnO2分解放出O2。 [实验验证]同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO2，在250℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜测________错误；第二组同学取K2MnO4在250℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论，该组同学选择的实验方法是______