气体制备实验室教案

气体制备实验室教案
一、实验目的
本实验旨在通过气体制备方法熟悉气体的制备、性质与用途，并了解气体的重要性和应用价值，提高学生对气体制备方法的理解和掌握能力，加深对化学实验的认识与理解。

二、实验内容及步骤
1.氧气的制备
1.预备材料：氢氧化钠固体、氢氧化钠溶液、可转化为氧气
的金属（如锰矿石、过氧化钾、碳酸钠溶液等）
2.实验步骤：
（1）将锰矿石、过氧化钾、碳酸钠转化为二氧化锰、过氧化氢和碳酸钙等金属氧化物；
（2）用氢氧化钠溶液与二氧化锰反应制备氧气；
（3）通过水银的位移观察氧气的相对密度。

3.实验注意事项：
1.实验操作时应戴口罩、手套等个人防护装置，注意安全；
2.相对密度的测量要求仪器精密、仪器校准准确。

3.氢气的制备
1.预备材料：氢氧化钠固体、锌粉、盛装氢氧化钠溶液和水的宽口玻璃烧瓶
2.实验步骤：
（1）将锌粉加入烧瓶中；
（2）加入少量氢氧化钠固体和一定量的水，用烧杯覆盖住瓶口；（3）轻度加热，3-5分钟后产生氢气；
（4）通过水银的位移观察氢气的相对密度。

3.实验注意事项：
1.实验操作时应戴口罩、手套等个人防护装置，注意安全；
2.要适量控制加热时间、温度以及水银滴漏速度等参数；
3.相对密度的测量要求仪器精密、仪器校准准确。

三、实验原理
氧气和氢气的制备过程均涉及到氧化与还原反应。

其中，氧气的制备反应式为：
MnO2 + 2NaOH → Na2MnO4 + H2O + O2
反应中，氢氧化钠溶液为氧化剂，锰矿石（MnO2）为氧化物，而还原产物氧气直接进入氢氧化钠溶液中。

氢气的制备反应式如下：
Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2↑
反应中，锌粉为还原剂，氢氧化钠溶液为氧化物，产物为氢气。

四、实验结果与分析
1.氧气制备实验结果
（1）制得氧气颜色为淡蓝色，有轻微的刺激性气味；
（2）通过水银滴漏法测得氧气相对密度约为1.12。

2.氢气制备实验结果
（1）制得氢气颜色为无色、无味、无毒、不溶于水；
（2）通过水银滴漏法测得氢气相对密度约为0.07。

通过实验可知，氧气的相对密度大，相对于空气而言较重，而氢气的相对密度小，相对于空气而言很轻。

氢气虽作为一种非常重要的可燃气体应用广泛，但由于其比空气轻，遇到火源容易产生火灾甚至爆炸，在实验中应把握好安全防范措施，避免安全事故的发生。

五、实验思考与拓展
1.实验是否成功，如何证明？
2.在实验过程中你的感受与收获是什么？
3.除二氧化锰、过氧化氢和碳酸钠等外，还有哪些金属可转
化为氧气？
4.你认为氧气和氢气在实际应用中有哪些重要作用？
通过本次实验，我们了解了常见气体的制备方法、性质、用途和安全操作知识，同时也增强了对化学实验的实践、探究和分析能力，为今后的学习和研究提供了有力的帮助与支撑。