《氧气的实验室制取》 知识清单

《氧气的实验室制取》知识清单
一、实验原理
在实验室中，制取氧气通常有三种方法：加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物、分解过氧化氢溶液。

1、加热高锰酸钾
高锰酸钾（KMnO₄）受热分解生成锰酸钾（K₂MnO₄）、二氧化锰（MnO₂）和氧气（O₂），化学方程式为：
2KMnO₄△ K₂MnO₄＋ MnO₂＋ O₂↑
2、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
氯酸钾（KClO₃）在加热和二氧化锰（MnO₂）作催化剂的条件下分解生成氯化钾（KCl）和氧气（O₂），化学方程式为：2KClO₃ 2KCl ＋ 3O₂↑
3、分解过氧化氢溶液
过氧化氢（H₂O₂）在二氧化锰（MnO₂）作催化剂的条件下分解生成水（H₂O）和氧气（O₂），化学方程式为：
2H₂O₂ 2H₂O ＋ O₂↑
二、实验装置
1、发生装置
（1）选择依据：反应物的状态和反应条件。

加热高锰酸钾或加热氯酸钾和二氧化锰的混合物时，由于是固体加
热型反应，所以发生装置应选用“固固加热型”，需要用到的仪器有：
酒精灯、铁架台（带铁夹）、试管、导管、橡皮塞等。

分解过氧化氢溶液时，反应物是液体和固体，反应不需要加热，所
以发生装置应选用“固液不加热型”，需要用到的仪器有：长颈漏斗
（或分液漏斗）、锥形瓶、双孔橡皮塞、导管等。

（2）固固加热型装置注意事项
①试管口应略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂。

②铁夹应夹在距试管口约 1/3 处。

③药品应平铺在试管底部，以增大受热面积。

④伸入试管内的导管不宜过长，稍露出橡皮塞即可，便于气体导出。

⑤用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管。

（3）固液不加热型装置注意事项
①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。

②如果使用分液漏斗，可通过控制滴加液体的速率来控制反应的速率。

2、收集装置
（1）排水法
氧气不易溶于水，且不与水反应，所以可以用排水法收集。

收集时，先将集气瓶装满水，盖上玻璃片，然后倒立在水槽中。

当导管口有气
泡连续、均匀地冒出时，再开始收集。

当集气瓶口有大气泡冒出时，
表明气体已收集满。

（2）向上排空气法
氧气的密度比空气略大，且不与空气中的成分反应，所以可以用向
上排空气法收集。

收集时，导管应伸入集气瓶底部，以排尽集气瓶内
的空气。

将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，表明气体已
收集满。

三、实验步骤
1、加热高锰酸钾制取氧气
（1）查：检查装置的气密性。

将导管一端浸入水中，用手紧握试
管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。

（2）装：将药品装入试管，在试管口放一团棉花，用带导管的单
孔橡皮塞塞紧试管。

（3）定：将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜。

（4）点：点燃酒精灯，先预热，再对准药品部位集中加热。

（5）收：用排水法或向上排空气法收集氧气。

（6）离：收集完毕，先将导管撤离水槽。

（7）熄：熄灭酒精灯。

2、加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气
步骤与加热高锰酸钾制取氧气类似，只是不需要在试管口放棉花。

3、分解过氧化氢溶液制取氧气
（1）查：检查装置的气密性。

（2）装：在锥形瓶中加入二氧化锰，从长颈漏斗或分液漏斗中加
入过氧化氢溶液。

（3）收：用排水法或向上排空气法收集氧气。

四、检验氧气
将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，证明是氧气。

五、验满氧气
1、排水法收集时，当集气瓶口有大气泡冒出，说明氧气已收集满。

2、向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木
条复燃，说明氧气已收集满。

六、注意事项
1、实验前要检查装置的气密性，防止装置漏气。

2、用高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾
粉末进入导管。

3、固定试管时，铁夹应夹在距试管口约 1/3 处。

4、加热时要先预热，然后集中加热。

5、用排水法收集氧气时，要等到导管口有连续、均匀的气泡冒出
时再开始收集，以免收集到的氧气不纯。

6、实验结束时，要先将导管撤离水槽，再熄灭酒精灯，以防止水
槽中的水倒吸进入试管，使试管炸裂。

七、氧气制取实验的拓展
1、催化剂
在过氧化氢分解和氯酸钾分解的实验中，二氧化锰起到了催化作用。

催化剂能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在
反应前后不变。

2、装置的改进
为了使实验更加简便、环保，可以对实验装置进行改进。

例如，将
长颈漏斗改为分液漏斗，可以控制反应的速率；使用注射器代替长颈
漏斗，可以方便地添加液体药品。

八、实验误差分析
1、收集到的氧气不纯
可能的原因有：排水法收集时，未等到导管口有连续、均匀的气泡
冒出就开始收集；向上排空气法收集时，导管未伸入集气瓶底部，导
致集气瓶内的空气未排尽。

2、收集的氧气量不足
可能的原因有：药品用量不足；反应时间不够；装置气密性不好等。

总之，氧气的实验室制取是初中化学中的一个重要实验，通过这个
实验，我们可以更好地理解化学反应的原理和实验操作的方法，培养
我们的实验技能和科学素养。

希望同学们在实验过程中认真操作，仔
细观察，注意安全，顺利完成实验。