實驗室制取氧氣的幾點注意事項

劉然

摘 要：通過可以操控的簡單化學設備，在實驗室制取氧氣，能夠反映化學制氧的基本原理，通過簡明的觀察提出應當注意的問題，不斷改進制氧方式。達到有效操控的目的。快速、效率、準確和安全成為實驗室制氧的基本準則。

關鍵詞：實驗室；氧氣

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2016）10-241-02

我們將實驗室制取氧氣的步驟概括為幾大步：實驗原理準備——實驗器材準備結合檢查——實驗裝備的安裝和檢查——實驗步驟的進行——實驗觀察和操作——實驗結果的得出——實驗結論的總結——實驗反思和改進步驟。通過以上步驟，我們得出本次實驗的調查報告，然后進行實驗結論的反思和總結。

一、實驗室制取氧氣的理論準備和思考

1、利用化學材料的實驗室氧氣制取

在化學實驗室制取氧氣過程中，我們一般采用加熱高錳酸鉀（KMnO4）的方式進行氧氣制取，還有加熱氯酸鉀（KClO3），并且可以通過催化劑MnO2來催化，提升制氧速率，還有我們可以考慮利用雙氧水（過氧化氫）結合催化劑MnO2來進行氧氣的制取。

以上三種方式基本是利用化學原料的方式，發生化學反應，其制取氧氣的數量和純度，取決于材料的數量和純度，包括操作過程的步驟和注意事項，通過對于過程的控制來達到獲取氧氣的目的。

2、利用物理電解的方式獲取氧氣

實驗室除了化學制氧的方式之外，還有物理制氧方式，就是通過電解水的方式生成氧氣和氫氣。這種方式稱為物理電解的方式，此種方式相對于化學制氧不便于控制，而且氧氣純度不好控制，容易消散。

二、實驗室制取氧氣的注意事項分析。

化學制氧劑的氧氣制取注意問題分析。

鑒于以上采用不同的制氧方式，我們可以控制其制氧過程，注意化學制氧和物理制氧的不同方式和注意事項等。我們展示實驗室化學制氧化學方程式如下：

（1）加熱高錳酸鉀方式制取氧氣化學式為：2KMnO4===（△）K2MnO4+MnO2+O2↑

（2）用催化劑MnO2并加熱氯酸鉀化學式為：2KClO3===（△，MnO2） 2KCl+3O2↑

（3）用雙氧水（過氧化氫）在催化劑MnO2生成O2和H2O，化學式為： 2H2O2===（MnO2） 2H2O+O2↑

我們通過化學制氧劑，主要是高錳酸鉀和氯酸鉀以及雙氧水，通過加熱和催化劑來使之生成氧氣，按照化學方程式的過程要求，我們通過搭設基本裝置如圖一所示，以高錳酸鉀制取氧氣為例展示，我們觀察到如下裝置的角度和步驟順序：

注意事項（1）整體考慮高度差。鐵架銜接試管的高度要考慮到酒精燈架設的高度與導氣管和裝水容器采集瓶的高度，做到高效方便加熱，氧氣采制方便順利控制，以獲得最大限度的實驗效率和質量。

（2）裝置安裝和架設步驟。先將化學制氧劑裝入試管中，然后控制均勻鋪開，架設酒精燈，放置裝水容器和氧氣采集瓶，同時調整試管高度，使試管底部和頭部舒服角度合理，有效搭配。

（3）固體制氧劑加入制取氧氣，試管略向下傾斜。

這個角度極為重要，一是方便氧氣順利通過試管通過導出管導出，更主要的就是在加熱固體藥品時（KMnO4、KClO3、MnO2），藥品當中含有的水分蒸發編成水蒸氣，在試管口冷凝成水滴倒流入試管底部，試管底部因加熱與冷凝水導致爆裂，試管角度一定做好調整，保障成功和安全。

（4）試管底部在加熱前做到均勻預熱。

試管在使用之前通過用酒精燈預熱，使之底部受熱均勻，防止破裂。

（5）銜接緊密，控制導氣管長度。

銜接緊密是不漏氣，一是試管的橡皮塞的安裝，而是導氣管在水槽中與氧氣采集瓶的銜接，導氣管要沒入水下，防止漏氣，導氣管在試管中的長度剛剛露出即可，保障最大限度的氧氣導出，防止占用空間過多，降低實驗效率。

（6）試管口是否要堵塞一團棉花，保障均勻透氣性與柔軟性。

高錳酸鉀制氧需堵塞棉花。在加熱固體制劑的時候，防止像高錳酸鉀之類藥品顆粒加熱，隨氣流進行導氣管，污染氧氣采集，影響實驗效果，不安全。

但是在采用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制氧的時候，試管口不能放棉花，因為氯酸鉀是一種強氧化劑，在加熱的時候，遇到棉花容易燃燒，甚至引發爆炸，引起危險。

（7）用排水法制取氧氣，最初的氣泡不可立即收集。

最初在試管和導氣管中混有空氣，此時的氧氣不夠純凈，首先要進行一段時間的排氣，隨后收集到高純的氧氣。

（8）實驗結束，要現將導氣管從水中移出，然后熄滅酒精燈。

先熄滅酒精燈，試管的溫度降低，導致管內壓強降低，這是水會從導氣管倒流如試管底部，引起試管炸裂。所以先移出導氣管，將管內的水排干凈，最后熄滅酒精燈，保障實驗安全和成功。

三、實驗室電解水制取氧氣的注意事項

這種實驗利用不多，因為比較難以控制，而且產生的氫氣具有一定爆炸的危險性。氧氣不便于保存。

實驗中我們需要增強水的導電性，可以加入少量的稀硫酸或者氫氧化納溶液，通過水的電解方式進行。此外對于制取氣體的驗證方面，采用帶火星的木條，如果木條短時間急劇復燃，就說明獲取成功，要注意觀察火焰的顏色，產生淡藍色的火焰，也可以證明氫氣的存在。

綜上所述，實驗室制取氧氣需要通過多角度多思維觀察，并且通過過程的檢驗和結論的反思，不斷提升實驗的精準性，獲得最終的實驗數據。在課堂教學中這個過程可以不斷反復進行，讓學生做到技術熟練，提升實驗操作的質量和效率，獲得實際的實驗數據。

參考文獻

[1] 陳啟新 王云生《化學新課程案例與評析（必修）》高等教育出版社2005-01

[2] 彭蜀晉《化學新課程的理論與實踐》高等教育出版社2008-05

[3] 陳啟新 黃丹青《化學新課程教學設計與評析》高等教育出版社2008-09

[4] 柳若芍《走進高中化學教學現場》首都師范大學出版社2008-01