氧气的制备实验新法

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  【摘 要】目的:为中学实验教学提供参考,建立一种安全、快速、简便的氧气制备方法。方法:高锰酸钾与过氧化氢(双氧水)混合反应法。结果:本制备氧气法实验反应平稳,速度可控。结论:该氧气制备实验为中学实验教学提供了一种安全、快速、简便的方案。
  【关键词】氧气 制备 新法 中学实验教学
  【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2012)02-0167-01
  
  【Abstract】Objective: To Establish a safe, rapid and simple preparation method of oxygen for middle school experimental teaching reference. Method: Mixed reaction method using KMnO4 and H2O2. Result: The preparation method of oxygen is stable and controllable. Conclusion: The preparation method of oxygen provides a safe, rapid and simple scheme for middle school experimental teaching.
  【Key words】Oxygen Preparation New method Middle school experimental teaching
  
  一、引 言
  中學实验教学中氧气制备常用过氧化氢溶液加二氧化锰,加热高锰酸钾或氯酸钾等三个方法。[1]但是过氧化氢溶液加二氧化锰制备氧气的速度十分缓慢,而加热高锰酸钾或加热氯酸钾时,不容易控制反应的进程,且加热时容易发生危险。
  为解决以上问题,本实验使用高锰酸钾与过氧化氢(双氧水)混合制备氧气,该方法免除加热,仅需要将过氧化氢滴入盛有高锰酸钾水溶液的容器中,极易控制反应的进行与停止,同时也加快了产生氧气的速度。该创新为氧气的制备提供了一种安全、快速、简便、有效的方法。下面对此过程进行描述讲解,以利于中学实验教学和开拓中学生视野。
  二、试剂与仪器
  1.试 剂
  30%过氧化氢溶液(AR,西陇化工股份有限公司)、高锰酸钾(AR,天津科密欧化学试剂制造有限公司)。
  2.仪 器
  分液漏斗、锥形瓶、玻璃管、玻璃管嘴、橡胶塞、乳胶管、集气瓶、铁架台、不锈钢勺、火柴。
  三、实验过程与结果
  1.发生与收集装置(见图1)
  2.氧气制备实验
  (1)操作过程
  第一,称取高锰酸钾约1g放入装有适量水(约250mL)的锥形瓶中,按照氧气制备收集方法搭建装置。
  图2 实验过程
  第二,将过氧化氢溶液倒入分液漏斗或长颈漏斗中,缓缓加入高锰酸钾水溶液中,使之反应产生氧气。
  (2)现 象
  反应开始后紫红色高锰酸钾溶液中不断产生气泡并放热,水溶液逐渐由紫红色慢慢褪色,并生成大量黑色二氧化锰沉淀。
  3.收集与检验
  (1)收集方法
  第一,排水法。依据:氧气不易溶于水。
  第二,向上排空气法。依据:氧气密度比空气略大。
  (2)检验方法
  第一,带火星木条伸入集气瓶中 → 复燃。
  第二,验满:带火星木条放在瓶口 → 复燃。
  四、讨论与结论
  1.原 理
  所建立的新方法的原理是过氧化氢与高锰酸钾反应生成氧气、二氧化锰、锰酸钾、水。其中二氧化锰又可作为催化剂而发挥催化作用,所以反应温和且快速简单。
  2KMnO4+2H2O2=2O2↑+K2MnO4+MnO2+2H2O
  2H2O2=2H2O+O2↑
  2.创 新
  教科书上制备氧气,过氧化氢溶液加二氧化锰制备氧气的速度十分缓慢,而加热高锰酸钾或氯酸钾(含二氧化锰)时,不容易控制反应的进程,且加热时容易发生危险。
  如何解决这一问题?我所建立的高锰酸钾与过氧化氢(双氧水)混合反应制备氧气,该方法免除加热,仅需要将过氧化氢滴入盛有高锰酸钾水溶液的容器,非常容易控制反应的进行与停止,同时极大地加快了产生氧气的速度。该创新为氧气的制备提供了一种安全、快速、简便、有效的方法,很适于中学的教学。
  
  参考文献
  1 胡美玲.义务教育课程标准实验教科书——化学(九年级上册)[M].北京:人民教育出版社,2008:37~42
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