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双氧水制备氧气及氧气的性质

一、实验目的

掌握实验室制取和收集氧气的方法及其性质实验的操作技巧；

初步掌握本实验的演示教学方法。

二、实验原理

过氧化氢法：2HO

MnO

22HO+O↑

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过氧化氢法制备氧气的优点是产物环保清洁，且装置简单；缺点是具有腐蚀性（小）。实验装置是液固不加热型。

氧气的性质：

物理性质：在通常状况下，O

2

为无色无味的气体。在标准状况下，O

2

的密度（1.429g.l-1）比空气的平均密度（1.293g.l-1）大。不易溶于水

（每升水溶溶解O

2

约30ml）。所以通常采用排水法收集氧气。

化学性质：O

2

的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃火高温

条件下可以喝大多数金属、非金属发生反应，放出大量的热。

三、仪器、材料与药品 。

硬质大试管、试管夹、锥形瓶、分液漏斗、单孔橡皮塞、30 玻璃弯管、酒

精灯、火柴、水槽、集气瓶（共五只）、毛玻璃片（共五片）、橡皮软管、铁架台（配铁夹）、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳

MnO、30%HO、蒸馏水（本次实验由于没有蒸馏水，故用自来水替代，对

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实验结果影响不大）、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛。

四、实验内容

双氧水制取氧气

在蒸馏烧瓶中装入1gMnO，用带有分液漏斗的塞子塞住烧瓶，分液漏斗中

2

装入HO，其质量分数以10%～15%为宜(与水的体积比：1∶1～1∶4)。溶液中

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HO过少，反应太慢，过多则因反应剧烈而引起爆炸事故。30%的HO 20mL，与

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蒸馏水1：1混匀后使用。收集法是用排水法收集，如此收集3瓶。

HO法制取O实验装置图

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氧气的性质检测

硫在O

2

中的燃烧

取一洁净的燃烧匙，放入少量硫黄粉，酒精灯上加热至燃烧，发出微弱的

淡蓝色火焰。然后将燃着的硫匙由上往下缓缓伸进集有O

2

的集气瓶中，这时火

焰的颜色呈现为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气味的SO

2

空气，将燃烧匙取出后及时淬入盛有冷水的大烧杯中。

气体生成。为避免污染

实验现象：在空气中硫燃烧是淡蓝色火焰，在氧气中燃烧呈明亮的蓝紫色火焰

碳在O

中的燃烧

２

用坩埚钳或镊子夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热，再缓慢伸进盛满

O的集气瓶中。

2

实验现象：可看到木炭燃烧得更剧烈，并发出白光。给此集气瓶中倒入少

量澄清石灰水，振荡，石灰水变混浊。

铁在O

2

中的燃烧

准备一条铁丝（粗细以石棉网上的铁丝为度或比它更细），用砂纸擦亮后弯成螺旋状，其端部缚一根火柴，点燃火柴，烧至火

柴将尽是，伸入铺有水的集气瓶中，会看到铁丝在

O中燃烧，火星四射，并生成黑色的熔融物FeO。

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在此实验中，火柴燃烧到何种程度时将铁丝伸入集气瓶中是实验成功的关键，伸入太早，看到的

是火柴棍燃烧的现象；太晚，则无法点燃铁丝。可不用火柴，而将螺旋状铁丝蘸

入酒精中拿出，点燃铁丝上的酒精后伸入盛满O的集气瓶中。

2

五、注意事项

控制分液漏斗活塞时要用左手，且由于双氧水分解快气流大，所以要滴加双氧水。

2.HO在pH=4时最稳定。炭粉及尘埃都能使HO

分解，在碱性溶液中分解

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最快。为防止HO分解，保存时可加入少量磷酸作为稳定剂，并贮存在不

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透明的塑料瓶中。使用时可加入少量碱。30%的HO

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对皮肤有强烈的腐蚀作

用，操作时应戴上防护手套。

由于HO易分解，稀释时应当用蒸馏水，并在用前稀释。

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做O

2

性质实验时，燃烧物一定要放置于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以

防集气瓶炸裂。

另外，在做铁丝燃烧实验时，集气瓶底一定要铺细砂，当生成物较少时可以用水代替，因熔铁落入水中后，导热不良，高温的融熔物质会使集气瓶破裂。

六、实验反思

1.HO在有催化剂存在时，常温下即可分解出O

来。从绿色化学的角度来看，

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HO制O最好。

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化学用语应专业，不要出现“它??”、“测性质”“冒泡”等不专业的语言。

在实验过程中要注意和学生的眼神交流；及提问技巧，对回答要积极的鼓励与必要的表扬；要解放双手，还要与学生互动。

实验开始时要强调本节课的目的及重点，实验时和实验结束后要询问同学们哪些地方还不懂，以及这节课学到了什么。

七、对于此次实验的改进

从理论上分析，实验室制取氧气，双氧水的温度和浓度、催化剂的种类和用量、催化剂与双氧水接触的表面积都会影响双氧水分解放出氧气的速度。

在不同的温度下，笔者选择不同浓度的双氧水，选用不同种类的催化剂和不同的用量、不同的二氧化锰粉末与水泥的质量配比，进行优化选择的对比实验