内容正文:
化学
甘肃
课堂精讲册
1
第一部分 立足教材过基础
第二单元 空气和氧气
二阶 重点实验进阶
教材实验梳理
【化学史实】二百多年前,法国化学家拉瓦锡利用汞能和氧气反应的原
理,采用图1装置研究空气的成分。加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红
色粉末,玻璃钟罩内的现象是 。
液面上升
图1 图2 图3 图4
仿照拉瓦锡实验的原理,我们利用红磷与氧气的反应探究空气中氧气的含
量,实验装置如图2。
1. 实验原理:红磷在密闭容器中燃烧只与空气中的 发生反应,
使密闭容器中的压强减小,水被压入容器,进入容器中的水的 约
等于消耗氧气的体积。
2. 实验试剂及装置
(1)试剂:足量红磷,实验中所用红磷必须足量的原因是
。
(2)集气瓶内加少量水的作用:一是 ;二是
。
(3)化学方程式: 。
氧气
体积
充分消耗集气
瓶中的氧气
加速冷却
吸收生成的五
氧化二磷,防止污染空气
4P+5O2 2P2O5
3. 实验步骤:连接装置,检查装置的气密性→ 在集气瓶内加入少量
的水,并将水面上方空间分为5等份→ 用弹簧夹夹紧乳胶管→ 点燃红
磷后立即伸入集气瓶中,并塞紧橡胶塞→ 待红磷熄灭并冷却至室温,
打开弹簧夹。
4. 实验现象
(1)红磷燃烧, 。
(2)装置冷却至室温后,打开弹簧夹,烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液
面上升。
产生大量白烟,放出热量
5. 【装置改进 】红磷燃烧后产生的P2O5会污染空气。改进装置如图3所示,其中小气球的作用是 。该装置的优点是 。
平衡压强,防止橡胶塞冲出
实验误差小,对环境污染小
实验改进创新
图3
②物质只能与空气中的氧气反应,不能与空气中的其他气体反应。
③物质与氧气反应时不生成气体,或生成的气体可以被集气瓶内的液体完
全吸收。如不能用木炭代替红磷,原因为
。若选择硫代替红磷,则需
将集气瓶中的水换为NaOH溶液。
木炭在空气中燃烧生成气体,
使集气瓶内压强变化不明显,影响测量结果
6.【试剂的替代 】 (1)红磷替代品应满足的条件:
①物质能够在空气中燃烧。如不能用铁丝代替红磷,原因为
。
铁丝在空气
中不能燃烧
(2)红磷燃烧产物有毒,为了减少环境污染,同学们利用铜和氧气反应的
原理改进实验,如图4所示。实验过程中需反复推拉注射器活塞,目的
是 。
使铜丝与装置内的氧气充分反应
图4
数字化实验拓展——定量分析
7. 为更加深刻地了解在实验过程中氧气含量的具体变化,同学们经讨论
后,取足量红磷采用图5所示装置进行实验,记录并处理数据分别如图6、
图7。
图5 图6 图7
(1)图6中AB段压强增大,原因是 。
红磷燃烧放热,导致气体膨胀,压强增大
(3)实验完毕,集气瓶内水面上升到一定高度,不再继续上升,这种现象
说明氮气具有 的性质。
不燃烧也不支持燃烧,难溶于水
(2)图7中氧气含量下降到8%左右不再变化,说明燃烧红磷不能将氧气完
全消耗,请你猜测原因 。
红磷燃烧需要氧气达到一定的浓度(合理即可)
图5 图6 图7
实验探究的一般思路
1. 反应原理
(1)高锰酸钾制取氧气: (填化学方
程式,下同)。
(2)过氧化氢制取氧气: 。
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+ O2↑
教材实验梳理
2. 发生装置
实验试剂 高锰酸钾 过氧化氢和二氧化锰
发生装置 选择依据:
固体加热型 固液常温型
反应物的状态及反应条件
3. 收集装置
收集方法 向上排空气法 排水法
装置图
选择依据 氧气的密度比空气略大 氧气不易溶于水,且不与水反应
优点 收集到的氧气较
收集到的氧气较
干燥
纯净
4. 制气步骤及注意事项
装
置
实
验
步
骤 仪器组装:从下到上,从左到右
a.查:连接仪器,① ;
b.装:向试管中装入试剂;
c.定:根据酒精灯外焰高度,把试管固定在铁架台上;
d.点:点燃酒精灯,先预热后对固体部位集中加热;
e.收:等气泡连续、均匀放出时,开始收集气体;
f.离:将导管移出水面;
g.熄:熄灭酒精灯
仪器拆卸:从右到左,从上到下 a.查:检查装置的气密性;
b.装:先在锥形瓶中装入
⑦ ,再向分液漏斗中加入⑧
c.收:收集气体
检查装置气密性
二氧化锰
过氧化氢溶液
操
作
要
点 试管口要略向下倾斜,目的是
②
;
导管不能伸入试管太长,便于气体
顺利导出;
高锰酸钾制取氧气时试管口要塞一
团棉花,原因是③
; 实验使用分液漏斗而不使用长颈漏斗的原因⑨ _______________
;
导管一定要伸到接近集气瓶瓶底
(目的是⑩
)
防止冷凝水回流到热的试管底
部,炸裂试管
防止加热时试
管内的粉末状物质进入导管
过氧化氢溶液
在二氧化锰的催化下反应较为剧
烈,分液漏斗可以控制反应速
率,而长颈漏斗不能
排尽集气瓶内的空
气,使收集到的氧气较纯净
操
作
要
点 收集氧气的最佳时机:当导管口有
④ 时开
始收集(目的是⑤
);
实验结束时,应先撤离导管,再熄
灭酒精灯(目的是⑥___________________
) 实验使用分液漏斗而不使用长颈漏斗的原因⑨ _______________
;
导管一定要伸到接近集气瓶瓶底
(目的是⑩
)
连续、均匀的气泡冒出
排尽装置内的
空气,使收集到的氧气较纯净
防止水槽中的水
倒吸至热的试管,使试管炸裂
过氧化氢溶液
在二氧化锰的催化下反应较为剧
烈,分液漏斗可以控制反应速
率,而长颈漏斗不能
排尽集气瓶内的空
气,使收集到的氧气较纯净
5. 检验与验满
检验 验满
将带有火星的木条伸入集气瓶
内,若木条复燃,证明该气体是氧
气
将带有火星的木条放在集气瓶
口,若木条复燃,证明氧气已收集
满
6. 【装置对比改进 】同学们在使用图1中A装置制取氧气时,发现锥形瓶内反应较剧烈,此时可将长颈漏斗更换为分液漏斗(如B装置),改进过后B装置
的优点是 ,你还可以选择什么
仪器: (任填一种)。
图1
可以控制反应速率,得到平稳的氧气流
注射器(合理即可)
实验改进创新
跨学科实践——制作简易制氧装置
7. 某化学兴趣小组的同学利用家中常见的饮料瓶、吸管等设计并制作了
简易制氧机,如图2所示。
(1)过滤仓中的水除了有过滤杂质的作用外,还起到的作用是 (填
序号)。
图2
①加快O2的生成 ②降低O2的温度
③可以通过观察气泡冒出的快慢来判断O2生成的速率
②③
(2)为了调控供氧流速,可进行的操作或改进是
。
(3)结合实验室制备氧气的方法,除了考虑到试剂的价格、制氧气反应的
难易与安全性等因素,你认为应考虑的其他因素有
(至少1点)。
在反应仓增加注射器,
控制液体的滴加速率(合理即可)
反应物选择含有氧元
素的物质(或考虑实验过程对环境的影响;实验所需仪器的规格、性能;
实验试剂的浓度、用量等)
图2
23
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