实验室常用制取氧气的方法如下:
一、化学方法:
1、双氧水制取法
过氧化氢:H2O2二氧化锰:MnO2(催化剂)
化学反应方程式:2H202==MnO2===2H2O+021
反应原理:过氧化氢会分解成水和氧气,所以常温下在过氧化氢溶液中加入二氧化锰,二氧化锰起催化作用,能够加速过氧化氢分解成水和氧气反应的进行。
优缺点:无需加热,可以控制实验反应开始与结束,可以随时添加液体。同时操作方便,节能节源,并且产物只有水,对环境无污染。第二种:氯酸钾与二氧化锰加热生成氧气。
2、氯酸钾与二氧化锰加热生成氧气
氯酸钾:KCIO3
二氧化锰:MnO2(催化剂)
氯化钾:KCI
化学反应方程式:2KClO3===加热MnO2===2KCI+3021
反应原理:氯酸钾在加热的条件下能分解生成氯化钾和氧气,所以加入二氧化锰作为催化剂加热,能够加速氯酸钾分解成氯化钾和氧气反应的进行。优缺点:需要加热,控制实验反应开始与结束。
3、高锰酸钾加热法
高锰酸钾:KMnO4
锰酸钾:K2MnO4
二氧化锰:MnO2
化学反应方程式:2KMnO4===加热====K2MnO4+MnO2+O2t
反应原理:高锰酸钾在加热的条件下,会分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气。
优缺点:需要加热,不能控制实验反应速率,且实验产物多,实验操作比较复杂。
4、电解水制成氧气
水:H2O
化学反应方程式:2H20==通电==2H21+O21
反应原理:水在通电的情况下,可以生产氢气和氧气。
二、物理方法:
液化分离法:压缩降温空气到液态,抄然后升温利用氮气和氧气的沸点不同,使氩气先挥百发,剩下的为氧气。
实验室制取氧气有三种反应,反应原理如下:
氯酸钾在二氧化锰催化作用下,加热分解为氯化钾和氧气:
2KClO3=(MnO2)2KCl+3O2↑
高锰酸钾在加热的条件下,分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气:
2KMnO4=(加热)K2MnO4+MnO2+O2↑
电解水生成氢气和氧气:
2H2O=2H2↑+O2↑
反应原理:
1、加热氯酸钾制取氧气
发生装置和收集装置:和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。
验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
2、加热高锰酸钾制取氧气
发生装置:由于反应物是固体,反应需要加热,所以选择加热固体制备气体的装置。
收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
步骤: ①查:检查装置的气密性。
②装:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口放一团棉花,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③定:将试管固定在铁架台上。
④点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥移:把导管移出水槽。
⑦熄:熄灭酒精灯。
验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
注意事项:
1、停止反应时,应先把导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
2、加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,防止高锰酸钾被吹入导管,使导管堵塞。
3、棉花不要离高锰酸钾太近,否则会导致发生装置爆炸。