孫雁冰 趙蘭天
氧氣,化學式O2,是一種無色、無味的氣體。氧氣具有助燃性,幾乎所有的有機化合物都能在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水。氧氣可通過化學實驗和工業制造所得,可用于廢水的處理、火箭推進劑、航空航天、焊割金屬以及動物和人體供氧等方面。氧氣占地殼質量的48.6%,是自然界中分布最廣、豐度最高的元素。
制取氧氣實驗是初中化學的一個重要實驗,也是第一個制取氣體試驗,由于學生之前沒有接觸過相關儀器,部分學生操作不規范,不熟練。現對此實驗中常見錯誤操作進行分析更正,以便提高學生的實驗操作技能。
一、固定試管
錯誤操作:1.鐵夾夾在試管口處或夾在試管中部和下部;2.導氣管伸入試管內太長;3.將試管水平或試管口略高于試管底固定。
錯誤分析:1.鐵夾距離試管口太近,易夾破試管口;試管夾夾在中部和下部,由于試管底部一端較短,不利于加熱,且試管受熱膨脹受到鐵夾的限制而破裂;2.試管內的導氣管太長,不易把試管內的空氣排凈,且生成的氣體難以導出,會造成收集的氣體不純;3.若將試管水平或試管口略高于試管底部固定,加熱時,固體藥品存放時吸收的水分或反應生成的水,變成水蒸汽在試管口冷凝成水滴,倒流到試管底部,造成試管炸裂。
正確操作:1.鐵夾夾在試管中上部和距離試管口三分一之處;2.試管內導氣管不宜太長,剛露出膠塞即可;3.固定試管時,試管口要略低于試管底。
二、點燃酒精燈給試管中固體加熱
錯誤操作:1.不預熱,直接加熱。2.用酒精燈的內焰或焰心加熱。3.加熱時,沒有對準藥品處加熱。
錯誤分析:1.加熱時不預熱,就會集中加熱,會因試管局部過熱而造成受熱不均勻,導致試管破裂。2.酒精燈的焰分為外焰、內焰、焰心,外焰溫度最高,故用外焰加熱。3.不對準藥品加熱,會導致大量熱量損耗。
正確操作:用火柴點燃酒精燈,使酒精燈在試管下方來回移動,使其均勻受熱,然后用外焰固定在藥品的部位加熱。
三、收集氣體
錯誤操作:1.用排水法收集時,集氣瓶未裝滿水就收集,或者剛開始有氣泡冒出時就收集;2.用向上排空氣法收集時,導氣管沒有伸到接近集氣瓶瓶底部;3.集滿氧氣的集氣瓶,敞口放在桌面上。
錯誤分析:1.集氣瓶未裝滿水,會導致收集的氧氣不純,因為瓶內空氣未排凈,開始有氣泡冒出時就收集,試管內尚有空氣,剛開始加熱氧氣未生成,試管內的空氣受熱膨脹而逸出,導致收集的氣體不純;2.用上排空氣法收集時,導氣管不伸到接近集氣瓶的底部,即使氧氣的密度大,也很難將瓶底的空氣排出,故氧氣不純;3.氧氣密度比空氣密度略大,由于氧氣分子不斷運動,敞口放置,氧氣會擴散到空氣中而損耗。
正確操作:1.應將集氣瓶注滿水;2.待氣泡連續均勻冒出時,再開始收集;3.應把導氣管伸到接近集氣瓶底部;4.在水下用毛玻璃片的毛片蓋住集氣瓶口,正放在桌面上。
四、驗滿氧氣
錯誤操作:把帶火星的木條伸入集氣瓶內。
錯誤分析:若集氣瓶內氧氣不滿,帶火星的木條伸入瓶內也會重新燃燒,故不能說明氧氣已滿。
正確操作;將一帶火星的木條放到集氣瓶口,若木條復燃,證明氧氣已滿。
五、實驗完畢時的操作
錯誤操作:1.先撤酒精燈,后撤導管;2.用嘴吹滅酒精燈;3.只蓋一次酒精燈帽;4.試管未冷卻就用冷水洗滌。
錯誤分析:1.若先撤酒精燈,試管內溫度降低,氣體體積減小,壓強變小,水槽中的水會從導氣管倒流入熱的試管,使試管炸裂;2.用嘴吹滅酒精燈,傾斜的火焰會引起酒精燈里的酒精著火;3.若只蓋一次,燈帽內冷卻會形成負壓,大氣壓會把燈帽緊緊地壓在燈勁上,下次使用不易拔下燈帽;4.冷水進入熱試管炸裂。
正確操作:1.先把導氣管從水槽中移出,再熄滅酒精燈;2.用燈帽蓋滅后,取下燈帽重蓋一次;3.等試管冷卻到室溫時再洗滌。