氧气制取和性质的微型实验

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1、·精品课例··创新设计·实验研究氧气制取和性质的微型实验朱耀扬，朱恩(临海市回浦中学，浙江临海317000)摘要：针对教科书上实验装置复杂、实验过程中不能有效控制反应速度、缺少回收措施以及安全隐患等方面的问题，以绿色化学、微型化学实验的核心思想为指导，探索并形成了“氧气制取和性质”的微型实验。关键词：氧气；绿色；微型；实验文章编号：1005–6629(2012)4–0041–03中图分类号：G633.8文献标识码：B1教科书实验存在的主要问题（4）取一个15mL的小玻璃瓶作反应容器，其他氧气制取和性质的实验是初中阶段学习的第一个的小玻璃瓶作集气瓶。[1]气体实验。初中《

2、科学》八年级下册第45页，介绍了（5）连接各部分仪器，整个装置小巧玲珑，安全常温下过氧化氢（H2O2）在二氧化锰（MnO2）催化作用简洁，还省去了铁架台！下分解制取氧气的实验。实验装置如图1所示。教科书的实验装置比较复杂、实验过程中不能有效控制反应速度、缺少回收措施，还存在安全隐患。根注射器据化学方程式计算发现，20mL15%H2O2能制得10872mL15%H2O2溶液mLO2，可收集8~9瓶（125mL），而50mL15%H2O2则能制得2717mLO，可收集21~22瓶！教科书上氧气小玻璃瓶2性质的实验仅需4~5瓶O2。可见，实验所用的H2O2用小玻璃瓶儿童果品盒

3、量过大，药品浪费严重。0.1gMnO2而老师在讲台上演示硫在氧气中燃烧、磷在氧气中图1实验装置示意图燃烧实验时，讲台周边弥漫着大量有刺激性味的烟雾，3氧气制取和性质的实验污染了环境，严重影响了师生的健康。3.1实验仪器与药品鉴于此，我们设计了一个简洁、安全、可控、操作方（1）注射器（5mL）1支、小玻璃瓶（约15mL）6便、现象明显、“资源节约、环境友好”的新装置，开发只、砂纸、废圆珠笔芯（两段）、胶木塞、乳胶管（自行了氧气制取和性质的微型实验。车用的小橡皮管)、药匙、镊子、小刀、锥、小水槽（儿2绿色微型化的实验装置童果品盒等均可）、微型燃烧匙（将耳挖的前端弯折2.1装

4、置材料90°即成，或取一截直径2.5mm左右的铁丝或铜丝，注射器（5mL）、小玻璃瓶（约15mL）、废圆珠笔用铁锤将其一端敲扁后弯折而成）、铜丝10cm、量筒芯（两段）、一段自行车用的小橡皮管、儿童果品盒一（10mL）、酒精灯、火柴、玻璃棒、废物杯、清洗杯、回个。收杯。2.2实验装置及组装（2）MnO2、15%H2O2溶液、木炭、硫、铁丝、磷、（1）将两段废圆珠笔芯弯成90°，两端各连接上pH试纸、5%NaOH溶液。乳胶管，其中一段废圆珠笔芯穿过一个青霉素瓶的瓶3.2实验原理塞。氧气制取的反应原理如下：（2）取1号胶木塞一只，用锥在其中心附近打一2HO2HMnO2O+O

5、↑2222小孔，刚好能将一段废圆珠笔芯插入。3.3实验操作（3）将注射器针头插过胶木塞，用火烧去针头中3.3.1氧气的制取的胶木屑，使其畅通。（1）按图所示连接装置并检查气密性。*全国教育科学“十一五”规划2007年度教育部规划课题《中学新课程微型化学实验的研究与实践》（学科分类：基础教育，批准号：FHB070384）化学教学2012年第4期·41··创新设计·实验研究（2）往反应器内先装入0.1g左右的MnO2粉末，亮并伴有烟，并慢慢地往下伸，直到完全反应。点燃注入1mL水，浸没MnO2粉末。反应方程式是：4P+5O22P2O5往水槽里注入八分满的水。将用作集气瓶的小

6、玻反应结束，盖上瓶塞，振荡，静置片刻，用玻璃棒璃瓶装满水，放入水槽内，备用。蘸取瓶中液体，滴在pH试纸上，检查该溶液的酸碱性。（3）拔出针筒，取2mLH2O2，插回原处。缓缓注可观察到pH试纸即呈红色。入反应器。待水槽中逸出的气泡连续、均匀时，开始收实验注意事项：集，共收集5瓶。用排水法收集时，瓶内留1~2mL左右①小玻璃瓶、儿童果品盒、废圆珠笔芯等应事前的水。清洗，保持洁净。通过注射器推出H2O2的量来控制反应速度，使得②注射器取用药品前后，要在清洗杯中多次清洗。氧气流平缓。③实验所产生的火柴梗等各类废物、废液，要及（4）氧气制取实验结束后，将反应容器内的MnO2时放

7、入废物杯中，废液经NaOH溶液处理后再集中排粉末和水一道倒入回收杯中。放。3.3.2氧气的性质实验3.4绿色微型化实验与教科书实验的比较（1）木炭在氧气中燃烧（仅以“氧气的制取”为例）用镊子取一颗黄豆大的木炭放在酒精灯火焰上方3.4.1实验装置烧至暗红，然后将它慢慢伸入氧气瓶中，即可清晰地观教科书实验绿色微型实验察到木炭在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光。20~50mL15%H2O2溶液点燃反应方程式是：C+O2CO2反应结束后，盖上瓶塞，振荡，静置片刻。（2）铁在氧气中燃烧50mL水0.5克取10cm铜丝，在其一端弯成一个钩。MnO2从石