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[解讀]在實(shí)驗室里,通常采用加熱分解氯酸鉀或高錳酸鉀的方法制取氧氣。反應的文字表達式如下:
二氧化錳
(1)氯酸鉀——-→氯化鉀+氧氣
加熱
加熱
(2)高錳酸鉀—–→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
共同點(diǎn):兩個(gè)化學(xué)反應都是分解反應,且都需要加熱。
不同點(diǎn):加熱分解氯酸鉀制氧氣需要用二氧化錳作催化劑,加熱分解高錳酸鉀制氧氣不需要催化劑。
知識點(diǎn)2:催化劑
[解讀]催化劑在化工生產(chǎn)等許多領(lǐng)域中都有著(zhù)廣泛的應用。認識催化劑,需要注意以下幾點(diǎn)。
、俅呋瘎┠芨淖(改變包括加快和減慢兩種情況)其他物質(zhì)的化學(xué)反應速率。在化工生產(chǎn)中,為了提高效率,通常選用能加快化學(xué)反應速率的催化劑;而在食品保質(zhì)方面,往往要選用能減慢食品發(fā)生變質(zhì)反應的催化劑。
、诖呋瘎┑幕瘜W(xué)性質(zhì)在反應前后不變,但物理性質(zhì)有可能會(huì )改變。
、塾行┗瘜W(xué)反應,可以選用不同的催化劑。如,用分解過(guò)氧化氫的方法制取氧氣時(shí),可以用二氧化錳作催化劑,也可以用硫酸銅溶液作催化劑。
知識點(diǎn)3:加熱高錳酸鉀制氧氣的發(fā)生裝置
[解讀]實(shí)驗室制氧氣是我們接觸到的第一個(gè)綜合性較強的實(shí)驗,做好這個(gè)實(shí)驗對今后學(xué)習其他實(shí)驗將起到觸類(lèi)旁通的作用(圖1為裝置圖)。同學(xué)們在做該實(shí)驗時(shí),應注意以下幾點(diǎn)。
、偈⒎鸥咤i酸鉀的試管口應略向下傾斜,目的是防止冷凝水回流到試管底部,導致試管炸裂。
、谠嚬芸趹乓粓F疏松的棉花,目的是防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導管。
、蹫榱吮阌跉怏w排出,導管伸入試管中的部分不宜過(guò)長(cháng)。
、荑F夾應夾在距離試管口1/3處。
知識點(diǎn)4:加熱高錳酸鉀制氧氣的操作注意事項
[解讀]正確的操作步驟是實(shí)驗成功的有力保證,本實(shí)驗要做到“三先三后”。
、賹(shí)驗開(kāi)始時(shí),先檢查裝置的氣密性,然后再加藥品(高錳酸鉀)。
、诩訜釙r(shí),先用酒精燈在試管下方來(lái)回移動(dòng),讓試管均勻受熱(即預熱),然后再用酒精燈的外焰對準高錳酸鉀所在的部位加熱。
、蹖(shí)驗結束時(shí),先從水槽中撤出導管,然后再熄滅酒精燈。若先熄滅酒精燈,由于氣體熱脹冷縮的原因,水槽中的水可能會(huì )倒流進(jìn)試管,導致試管炸裂。
知識點(diǎn)5:氧氣的收集
[解讀]氣體的收集方法是由氣體的密度、氣體的溶解性等因素決定的。因為氧氣不易溶于水,所以可用排水法收集;因為氧氣的密度略大于空氣,所以也可用向上排空氣法收集。這兩種收集方法“各有千秋”,相比之下排水法收集到的氧氣較純凈,而向上排空氣法收集到的氧氣較干燥,具體選擇應依實(shí)驗目的而定。收集好氧氣的集氣瓶應蓋上玻璃片,瓶口朝上放置。
另外,導管口剛有氣泡產(chǎn)生時(shí),不宜立即收集,應待導管口連續地、均勻地放出氣泡時(shí)方可收集,否則收集到的氧氣中會(huì )混有空氣。若用向上排空氣法收集氧氣,集氣瓶中的導管應接近瓶底。
知識點(diǎn)6:氧氣的檢驗與驗滿(mǎn)
[解讀]因為氧氣具有助燃性,因此可用帶火星的木條進(jìn)行檢驗與驗滿(mǎn),操作方法如下。
檢驗:用帶火星的木條伸入集氣瓶中,若木條復燃,則說(shuō)明收集的氣體是氧氣。
驗滿(mǎn):將帶火星的木條放置在集氣瓶口,若木條復燃,則說(shuō)明集氣瓶中已收集滿(mǎn)氧氣。
知識點(diǎn)7:木炭在氧氣中燃燒
[解讀]做木炭在氧氣中燃燒的實(shí)驗時(shí),應將夾持木炭的坩堝鉗由集氣瓶口向下緩慢插入,這樣做的目的是使集氣瓶中的氧氣充分用于木炭的燃燒,以便有較長(cháng)的時(shí)間觀(guān)察實(shí)驗現象。
知識點(diǎn)8:細鐵絲在氧氣中燃燒
[解讀]由于細鐵絲在氧氣中能劇烈燃燒,放出大量的熱,為防止濺落的熔化物炸裂瓶底,做實(shí)驗時(shí),瓶底應預先裝少量的水。
知識點(diǎn)9:工業(yè)制氧氣的原理
[解讀]工業(yè)制氧氣是利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點(diǎn)不同,采用蒸發(fā)的方法分離液態(tài)空氣(注意:不是分解液態(tài)空氣)。由于得到的氧氣不是新物質(zhì),因而利用該法制氧氣的過(guò)程中發(fā)生的是物理變化,而不是化學(xué)變化。
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