揭秘氧气制造方程式:氢氧燃烧反应及氧气生成机制(最新解读)
氧气的制备方法及其注意事项
一、药品与反应原理
1. 高锰酸钾分解法:所需药品包括高锰酸钾(呈暗紫色固体)和二氧化锰(黑色粉末)。高锰酸钾热分解的方程式因不同温度条件下的分解产物差异而存在变化。
2. 二氧化锰与氯酸钾共热法:氯酸钾(白色固体)与二氧化锰在加热条件下反应,制得的氧气中会含有少量Cl2、O3和微量ClO2。部分教材已删除该制取方法,但实际上这是一个放热反应,而非吸热反应,每发生1mol反应,会放出108kJ的热量。
3. 过氧化氢催化分解法:使用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末MnO2)作为药品。
二、制取氧气的操作要点
1. 实验前的准备:实验前需检查气密性,确保装置的密封性良好。加热时需保证试管受热均匀,特别是安装大试管时,应使试管口低于试管底,这样可以防止加热时药品中的水分冷凝倒流导致试管破裂。
2. 结束制氧的操作:“先撤导管后移灯”是指在停止制氧气时,先要把导气管从水槽中撤出,再移去酒精灯。若先撤去酒精灯,试管内温度降低、气压减小可能导致水倒吸进试管造成试管破裂。
三、氧气收集与检验
1. 氧气收集方法:可以使用排水法(因氧气不易溶于水)或向上排空法(因氧气密度比空气大)来收集。
2. 检验与验满:用带火星的木条伸入集气瓶内检验氧气,若木条复燃则说明是氧气;验满时,将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃则证明氧气已满。
四、相关化学方程式
1. 高锰酸钾制氧:2KClO3=2KCl+3O2↑(条件:MnO2、加热)
2. 氯酸钾与二氧化锰共热:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑(加热)
3. 过氧化氢催化分解:2H2O=2H2O+O2↑(条件:二氧化锰催化)
五、氧气的化学性质及制取扩展
1. 木炭、硫、磷、镁在氧气中的燃烧反应,分别产生CO2、SO2、白烟和MgO,这些反应展示了氧气的不同化学性质和反应产物。
2. 实验室以外的制氧方法,如通过氧化还原反应、离子交换膜分离或挥发分馏法等。
六、实验室制氧注意事项
1. 试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流。
2. 药品平铺在试管底部,预热后再集中加热。
3. 铁夹夹持位置要适当。
4. 导管长度要适宜,便于气体排出。
5. 试管口可放置棉花,防止高锰酸钾粉末进入导管。
6. 使用排水法收集时要注意气泡的纯度。
7. 实验结束先撤导管再熄灯,防止水倒吸。
8. 使用向上排空法收集时,导管要伸到集气瓶底部。
以上内容旨在为读者提供关于氧气制取的详细方法和注意事项,帮助大家更好地理解和掌握相关知识。