一、实验室制氧气的装置、操作和收集注意事项
(1)在盛装药品前先检查装置的气密性。
(2)试管内的导气管略伸出橡胶塞即可,以免气体难于导出。(若用高锰酸钾制氧气,试管口应放一团棉花,以防止高锰酸钾粉末进入导管)
(3)把试管固定在铁架台上,应固定在试管中上部(靠近口部1/3处),试管口应略向下倾斜,以防止冷凝水(潮湿药品所含的水分加热时会变成水蒸气,冷却时又变为水)倒流,使试管冷热不均匀炸裂。
(4)应用酒精灯的外焰对准药品集中部位加热。
(5)用排水法收集氧气,停止制氧气时,应先把导管从水中拿出来再移去酒精灯,以防止冷水被吸入热试管炸裂(试管内温度降低,会形成内外气压差)。
(6)用向上排空气法收集氧气时,导管应尽量接近瓶底,以利于底部空气的排净。验满方法是:用带火星的木条伸到瓶口,看是否能重新燃着。
(7)收集满氧气的集气瓶,应瓶口向上放置在桌上。
例:上图是实验室用高锰酸钾制取氧气的仪器装置,其中有几处错误,它们是:
(1)____。
(2)____。
实验后发现试管炸裂,则可能的原因有哪些?(至少答三种可能)解析:(1)试管口不应该斜向上(2)导管伸入单孔塞过长(3)药品未平铺在管底试管破裂的原因可能是试管未预热,试管接触到灯芯,试管口未略微向下倾斜,先撤去酒精灯等。
二、催化剂的概念辨析催化剂是这一节的难点,要理解这个概念,首先要抓住其特点,即:“一变,两不变”,“一变”指催化剂可加快或减慢反应速度,从而延长或缩短反应时间,但不能改变生成物的性质、质量。“两不变”指在反应的前后催化剂本身的质量和化学性质不变。
在理解催化剂概念的同时还应抓住以下方面:(1)催化剂具有选择性,必须与某个具体的反应结合起来,才有意义,如二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,并非其他所有反应的催化剂。用高锰酸钾制氧气时,二氧化锰就是生成物了,故单独描述“二氧化锰是催化剂”是没有意义的。
(2)并非所有的化学反应都需要催化剂。例如碱式碳酸铜受热分解、可燃物的燃烧等。
(3)催化剂不能决定反应能否发生。如在加热的条件下,无论有无催化剂氯酸钾都会分解产生氧气。
例:下列说法正确的是()A、二氧化锰是催化剂B、不放二氧化锰,氯酸钾加热不会生成氧气
C、加入二氧化锰可使氯酸钾产生氧气的质量增加
D、加入二氧化锰可使氯酸钾分解温度降低,且加快释放氧气的速率
解析:二氧化锰有时是催化剂,有时还可以作为反应物或生成物,所以A错;不放催化剂氯酸钾加热放出氧气的速率慢,B错;催化剂改变的只是化学反应的速率,不会改变生成物的质量,C错。本题选D。
例:有甲、乙、丙三只试管,分别装入质量相等的氯酸钾,其中甲试管直接放在酒精灯上加热,乙试管中加入少量二氧化锰后再加热,丙试管中加入少量高锰酸钾后再加热。请回答:(1)甲、乙、丙三只试管中反应速率最慢的是哪一只?(2)充分反应后,哪只试管中产生的氧气最多?其原因是?
解析:(1)甲试管的反应速率最慢,因为在乙试管中加入了能加快氯酸钾分解速率的催化剂二氧化锰,在丙试管中加入的高锰酸钾受热分解能迅速产生锰酸钾、二氧化锰和氧气,其中二氧化锰也能起催化作用。
(2)充分反应后,丙试管产生的氧气最多,因为加入的高锰酸钾受热也能分解出氧气。
三、检验与验满的操作区别要注意使用带火星的木条和燃着的木条是两种实验操作,若目的是检验某气体是氧气或收集的氧气是否满了,则一般用带火星的木条;若目的是在几种气体中鉴别出氧气时,则可用燃着的木条。
例:用向上排空气法收集氧气时,检验氧气是否收集满的方法是()
A、用带火星的木条伸入集气瓶中B、用燃着的木条伸入到集气瓶中C、用带火星的木条伸到集气瓶口D、用燃着的木条伸到集气瓶口解析:能使带火星的木条重新燃烧起来的气体只有氧气,这是一种检验氧气的方法。但此题目要求检验一瓶正在收集的氧气是否满了,所以只能将带火星的木条放到集气瓶口,如果伸到瓶中,并不能说明氧气已收集到瓶口了。