氧气的制法与性质实验报告
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一、实验目的
1、 掌握实验室制取和收集氧气的方法及其性质实验的操作方法；
2、 初步掌握本实验的演示教学方法。
二、实验原理
1、 氧气（O 2）
（1）物理性质：通常状况下，O 2为无色无味的气体。在标准状况下，O 2的密度为1.429g/L，
比空气的平均密度1.293g/L大。不易溶于水，每升水大约可溶解30ml 氧气。
（2）化学性质：氧气的化学性质很活泼，它不仅可以助燃，而且在点燃或高温条件下可以
和大多金属、非金属发生反应，大量放热。
2、制法
（1）氯酸钾法：2KClO 3===2KCl+3O2↑ ∆MnO 2
（2）高锰酸钾法：2KMnO 4===K 2MnO 4+MnO2+O2↑
（3）过氧化氢法：2H 2O 2===2H 2O+O2↑
三、实验仪器与试剂
硬质大试管、锥形瓶、圆形分液漏斗、单孔橡胶塞、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、 集气瓶、毛玻璃片、橡胶软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、 烧杯、坩埚钳、试管及试管架、KClO 3、MnO 2、KMnO 4、30%H2O 2、硫黄、木炭、铁
丝、蜡
烛、澄清石灰水
四、实验内容
1、O 2的制取与收集
（1）加热分解氯酸钾（操作不当易发生危险，故此处未采用）
①试样预处理
市售的MnO 2有机物和炭屑等杂质，与KClO 3混合加热会闪光，发生危险。故先将MnO 2炒至暗红，使可燃物燃尽。
颗粒状氯酸钾应在研钵中慢慢压碎，严禁研磨或与MnO 2混合研磨，一面爆炸。压细后将二者混合均匀装入大试管。
②制备和收集
教师准备实验时KClO 3与MnO 2质量比为3:1，此事反应速率最快；演示实验时选用4:1.
首先检查装置气密性，将6g KClO3与MnO 2的混合物装入硬质大试管，再准备6只集气瓶装满水后一毛玻璃片横切瓶口盖住，不留水泡，然后倒置于水槽中。如图连接装置，点燃酒精灯后先预热试管，后集中于试管中下部加热，待气泡快速均匀冒出时开始收集，集气瓶口冒出第一个气泡时表示收集满，以毛玻璃片盖住瓶口移出水面。连续收集完后，先移除导管再熄灭酒精灯，以防倒吸。
MnO 2∆
（2）加热分解高锰酸钾
取3g KMnO4加入硬质大试管，装置同上，除管口放好脱脂棉，以防药品喷向试管口。
（3）催化分解H 2O 2
如图连接实验装置，锥形瓶中加入0.5g MnO2，瓶上加分液漏斗，分液漏斗中装入稀释过的H 2O 2（30%H2O 2与水的体积比为3:1），控制滴加速度，收集气体。
2、O 2的性质
（1）硫在氧气中燃烧
取一只洁净的燃烧匙，放入黄豆粒大小的硫，酒精灯上加热至燃烧（此时发出微弱淡蓝色火焰），然后将燃烧匙慢慢深入盛满氧气的集气瓶，此时发出明亮蓝紫色火焰，并有刺激性气味的SO2生成。为防污染空气，燃烧匙取出后迅速淬入冷水。
（2）碳在氧气中燃烧
以坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯上烧至红热再缓慢深入盛满氧气的集气瓶，可观察到木炭剧烈燃烧并发出耀眼白光，往瓶中倒入澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊。
（3）铁在氧气中燃烧
准备一根细铁丝，事先打磨干净，弯成螺旋状，用坩埚钳夹住在酒精中蘸一下，点燃迅速伸入盛满氧气的集气瓶（瓶底留一层水或加入一层沙），可看到铁丝剧烈燃烧，火星四溅并生成黑色熔融物Fe 3O 4。
（4）蜡烛在氧气中燃烧
取适宜大小的一节蜡烛点燃后伸入盛满氧气的集气瓶，蜡烛火焰更加白亮，然后向瓶中注入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊。
五、注意事项
1、KClO 3、MnO 2和KMnO 4若含有可燃物，高温加热会出现事故，用前需检查。方法：取少量药品放入洁净试管中加热，若出现火星，则不纯净，可做处理。KClO 3可通过纯结晶提纯，MnO 2可灼烧。
2、使用KClO 3应避免将红磷当做KClO 3，以免引起爆炸事故。
3、30%对皮肤具有强烈腐蚀作用，操作时需带上防护手套。
4、做O2性质实验时应将燃烧物置于瓶中央，切勿靠近瓶壁以防集气瓶炸裂。
六、讨论与研究
1、KClO 3单独加热，在365℃时熔化，大约在380℃时发生分解生成KClO 4、KCl 和O 2，继续加热至400℃以上时，KClO 4分解为KCl 和O 2。而在有催化剂MnO 2存在下，加热至240℃即可分解出O 2。
2、KMnO 4加热的温度高于200℃，便有O 2产生。
3、H 2O 2在有催化剂存在时，常温下即可分解出O 2。从绿色化学的角度来讲，H 2O 2制O 2最好，KMnO 4最差。
4、用KClO 3和MnO 2混合物制取O 2，在用排水法的集气瓶中常有刺激性气味出现并有白色烟雾。经过静置、水或稀NaOH 溶液洗涤及缓慢加热反应物，控制O 2产生速率，即可除去。产生此现象的原因可能是少量Cl 2和小颗粒及未被分解的KClO 3所致。