實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)

1. 實(shí)驗(yàn)原理：（1）高錳酸鉀 [加熱] 錳酸鉀 + 二氧化錳 + 氧氣；（2）過氧化氫 [二氧化錳] [水+氧氣]；（3）[氯酸鉀] [二氧化錳加熱] [氯化鉀+氧氣]。

2. 實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）發(fā)生裝置的選擇（根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件）：

①固液常溫型（如圖1）：反應(yīng)物過氧化氫溶液（液體）和二氧化錳（固體）反應(yīng)，不需要加熱，因此選擇固液常溫型發(fā)生裝置。

②固固加熱型（如圖2）：反應(yīng)物高錳酸鉀（固體）或氯酸鉀（固體）和二氧化錳（固體）反應(yīng)，反應(yīng)條件都需要加熱，因此都選擇固固加熱型發(fā)生裝置。

（2）收集裝置的選擇（根據(jù)氣體的性質(zhì)）：

①向上排空氣法（如圖3）：氧氣的密度比空氣大，且不與空氣中某些成分發(fā)生反應(yīng)，因此可以選擇用向上排空氣法來收集氧氣。

②排水法（如圖4） ：氧氣不易溶于水，且不與水發(fā)生反應(yīng)，因此也可以選擇用排水法來收集氧氣。

3.實(shí)驗(yàn)步驟（以加熱高錳酸鉀為例）：

（1）查：組裝儀器并檢查裝置氣密性。

（2）裝：將高錳酸鉀裝入試管里，然后在試管口放一團(tuán)棉花，并用帶有導(dǎo)管的橡膠塞塞緊試管口。

（3）定：先固定酒精燈，再根據(jù)酒精燈的高度將試管固定在鐵架臺(tái)上，試管口略向下傾斜；將集氣瓶裝滿水，用玻璃片蓋住瓶口，倒立在水槽中。

（4）點(diǎn)：點(diǎn)燃酒精燈，將酒精燈火焰在試管下方來回移動(dòng)，讓試管均勻受熱，然后對(duì)準(zhǔn)試管中的藥品部位集中加熱。

（5）收：待氣泡連續(xù)且均勻冒出時(shí)進(jìn)行收集。當(dāng)瓶口有大量氣泡冒出時(shí)，證明氧氣已集滿。將收集滿的集氣瓶蓋好玻璃片后取出，正放在實(shí)驗(yàn)桌上。

（6）離：收集完畢，將導(dǎo)管從水槽中移出。

（7）熄：當(dāng)導(dǎo)管移出水槽后，用燈帽蓋滅酒精燈。

4.注意事項(xiàng)：

（1）試管口略向下傾斜目的：有些固體試劑受熱時(shí)會(huì)放出水蒸氣，試管口向下傾斜可防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管。

（2）試管口放一團(tuán)棉花，防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，堵塞導(dǎo)管。

（3）用排水法收集氣體時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)管口有連續(xù)、均勻的氣泡冒出時(shí)開始收集，防止收集的氣體不純。收集完氧氣后，先移出導(dǎo)管，后熄滅酒精燈，防止水槽中的水倒流，使試管炸裂。

（4）用排空氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)管口應(yīng)伸至集氣瓶底部，目的是便于排盡集氣瓶內(nèi)的空氣。

能力提升

例1 化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。實(shí)驗(yàn)室制取氧氣常用到如圖5裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取并收集較為純凈的氧氣，應(yīng)該選擇裝置組合是

（填字母），該反應(yīng)的文字表達(dá)為 。

（2）用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，選擇發(fā)生裝置 （填字母），選擇該裝置的依據(jù)是 。

（3）試驗(yàn)時(shí)，裝置B中長頸漏斗下端管口要伸入液面以下的目的是 。

（4）當(dāng)選用裝置E收集完氣體后，測得瓶中氧氣的純度明顯偏低，可能的原因是 （填字母）。

A.裝置漏氣 B.收集前，集氣瓶中未注滿水

C.集氣瓶移出水槽前未蓋玻璃片 D.未見氣泡連續(xù)均勻冒出就開始收集

答案：（1）AE 高錳酸鉀 [加熱] 錳酸鉀 + 二氧化錳 + 氧氣 （2）B 反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件不需要加熱（合理即可） （3）形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出 （4）BCD

綜合實(shí)踐

例2 人類的生產(chǎn)和生活都離不開氧氣，化學(xué)興趣小組復(fù)習(xí)氧氣的制法后對(duì)某款家用制氧機(jī)展開了研究。

I. 反應(yīng)原理探究

【查閱資料】該制氧機(jī)配有一包黑色粉末和一包白色顆粒。黑色粉末為二氧化錳，白色顆粒成分為過碳酸鈉（化學(xué)式為2Na2CO3·3H2O2），遇水后能產(chǎn)生氧氣。

（1）向錐形瓶中加入1.5 g過碳酸鈉和0.2 g二氧化錳，混勻后加入100 mL蒸餾水，瓶中迅速產(chǎn)生大量氣泡，用手觸摸錐形瓶外壁感到發(fā)熱，該反應(yīng)是 （填“吸熱”或“放熱）反應(yīng)。其中二氧化錳作催化劑，它改變了反應(yīng)的 。

Ⅱ. 制氧劑的選擇

小組同學(xué)思考，過氧化氫溶液常溫下也可快速制氧，為什么不選用過氧化氫溶液而選用過碳酸鈉呢？于是該小組對(duì)二者的制氧效率進(jìn)行探究，并篩選合適的制氧劑。

【查閱資料】常溫常壓下產(chǎn)生150 mL的氧氣，以5%的過氧化氫溶液為制氧劑需要9.1 mL；以過碳酸鈉為制氧劑需要1.41 g。

【實(shí)驗(yàn)方案】利用如圖6裝置設(shè)計(jì)如下表實(shí)驗(yàn)并記錄0 — 20 min量筒中水的體積，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖7所示。

（2）實(shí)驗(yàn)2中水的體積為 mL。

（3）結(jié)合圖7數(shù)據(jù)，制氧機(jī)選擇過碳酸鈉的依據(jù)為 。

（4）制氧劑不選擇過氧化氫溶液的原因除了制氧效率因素外，還因?yàn)檫^氧化氫溶液 （填字母）。

A. 分解產(chǎn)物無污染

B.運(yùn)輸存儲(chǔ)不方便

C.有一定腐蝕性

答案：（1）放熱 速率 （2）9.1 （3）在相同條件下，2 — 20 min之內(nèi)，過碳酸鈉產(chǎn)氧速率比5%過氧化氫溶液快 （4）BC

（作者單位：營口市第三十一初級(jí)中學(xué)）