化教实验报告 (2)

演示实验的准备与实验教学研究
——氧气的获得方法及氧气的性质
【实验计划】
实验内容：1.获得氧气的方法
2.炭在氧气中燃烧
3.硫在氧气中燃烧
4.铁丝在氧气中燃烧
5.蜡烛在氧气中燃烧
6.氧气性质演示实验教学
实验方案：
1.获得氧气的方法
加热高锰酸钾
实验中采取将双氧水滴入二氧化锰的方法制备氧气，并用向上排空气法收集
氧气：（1）在锥形瓶中加入少量二氧化锰粉末，并连接好装置。

（2）滴入双氧水，产生氧气。

现象：大量气泡；白色气雾。

注意：根据需要，适量加入双氧水。

（3）用带火星的小木条放在集气瓶口，检验是否集满。

现象：小木条复燃。

注意：集气慢后，迅速盖上玻璃片，毛面向下。

2.炭在氧气中燃烧
用向上排空气法收集一瓶的氧气，用镊子夹取一小块炭，点燃酒精灯，让炭
在火焰上烧至红热状态，然后伸进集气瓶中，燃烧完后，盖上玻璃片，倒入
一些澄清石灰水，振荡。

观察现象。

现象：木炭剧烈燃烧；火星四溅；有耀眼的白光；澄清的石灰水变浑浊。

注意：小木条应该慢慢放进集气瓶
3.硫在氧气中燃烧
收集一瓶的氧气，用玻璃棒蘸取一些硫粉（可先将玻璃棒加热稍许时间，再
蘸取，这样蘸的硫粉比较多，火焰也比较明显）将硫粉伸入酒精灯的火焰中
加热几秒，取出，观察现象。

再迅速将其伸入氧气瓶中，观察现象。

在集气
瓶中加入少量澄清石灰水，振荡。

现象：硫在空气中燃烧呈淡蓝色火焰；在氧气中呈蓝紫色火焰；都有刺鼻的气味。

注意：玻璃棒不可太热；尾气要处理。

4.铁丝在氧气中燃烧
先在集气瓶底铺一层细沙，用向上排空气法法收集一集气瓶的氧气。

把磨光
亮银白色的铁丝缠在火柴上，要缠好，一圈一圈的缠成螺旋状，点燃火柴，
在火柴就要燃烧完的时候（铁丝从火焰中露出一小段），也就是基本上火柴
是红的，还剩一小部分还在燃烧时，慢慢伸入集气瓶，要由上而下的慢慢伸
入，且不要让铁丝碰到集气瓶的壁上。

现象：铁丝剧烈燃烧；火星四射；发出耀眼的白光；瓶壁上有黑色的小颗粒；
铁丝燃烧的那头熔成一个小球。

注意：瓶底要铺沙；伸进集气瓶的时机要把握好；铁丝不要碰壁。

5.蜡烛在氧气中燃烧
保证集气瓶干燥，用向上排空气法收集一集气瓶氧气，并且用带火星的木条
检验是否集满，蜡烛用铁丝缠上，并用镊子夹住铁丝，这时先点燃蜡烛，让
学生观察好此时的现象，并且注意火焰大小，然后迅速把蜡烛伸入集气瓶中，
观察现象，并在集气瓶中加入少量澄清石灰水。

现象：蜡烛在空气中燃烧，为较小的黄色火焰；在氧气中燃烧，火光耀眼，
放出大量的热，瓶壁上有小水滴，澄清石灰水变浑浊。

思考与讨论：
1.实验室制备气体有哪几种气体装置，收集气体的方法有哪些，为什么？
答：1.加热试管中的固体制备气体 2.利用启普气体发生器制备气体 3.利用蒸馏烧瓶或锥形瓶和分液漏斗的装置制备气体4.从钢瓶直接获得气体。

2.从绿色化学的角度及直观、简单、安全、可靠等方面进行实验室制取氧气的方法
的创新性设计，这里的“绿色”主要指什么？
答：这里的“绿色”主要指环保，实验中没有污染物或污染物可以收集起来。

3.按直观、简单、安全、可靠的原则，分别对上述四个实验作为演示进行创新性设
计，这里的“安全”主要指什么？
答：实验设计
（1）炭在氧气中燃烧：把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，然后取一小块木炭放进燃烧匙，在酒精灯上烧至发红，伸进氧气瓶中（火焰更旺，发出白
光，放出热量）燃烧完毕后，取出燃烧匙，立即加入澄清石灰水，振荡
（石灰水变浑浊，说明集气瓶中有二氧化碳生成），C＋O2==CO2（2）硫在氧气中燃烧：把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，然后取少量的硫磺粉末放进燃烧匙，在酒精灯上加热，使硫磺粉在空气中燃烧（淡蓝色火
焰），伸进氧气瓶中（硫燃烧更旺，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，
产生刺激性气味的气体）
S＋O2==SO2，
（3）铁丝在氧气中燃烧：把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，把光亮银白色的细铁丝，约25厘米长，绕成螺旋状，铁丝的一端绕有一根火柴，集气瓶
里应预先装少量水，或者细沙，点燃火柴，待火柴快燃烧尽时，缓缓地
伸入集气瓶里（剧烈燃烧，火星四射，并有黑色生成物落入瓶底）
Fe+O2==Fe3O4
（4）蜡烛在氧气中燃烧：把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，点燃蜡烛，放在燃烧匙上，把蜡烛伸进集气瓶里，（蜡烛燃烧更旺，瓶壁上有水雾生成）
取出蜡烛，倒进些澄清的石灰水，振荡（石灰水变浑浊）
这里的“安全”主要指操作过程安全以及没有什么危险。

4.上述实验作为演示实验成功的关键是什么？各应注意什么问题？
答：（1）炭在氧气中燃烧：木炭要烧至发红才可伸进氧气瓶中，氧气应集满。

（2）硫在氧气中燃烧：①硫应先在空气中加热至燃烧，出现淡蓝色火焰后，再伸入集气瓶中。

②硫粉应少量，二氧化硫应注意回收。

（3）铁丝在氧气中燃烧：①铁丝要用光亮银白色的细铁丝并绕成螺旋状，在空气中点燃，把握好时机，才可伸进集气瓶。

②集气瓶里应预先装少
量水，或者铺上一层细沙
（4）蜡烛在氧气中燃烧：（注意）对比蜡烛在空气中和氧气中的火焰，实验
前集气瓶壁要干燥，以免影响实验结果。

5.铁丝在氧气中燃烧的实验是一个难度较大的实验，该实验对铁丝的形状、引发反
应条件的装置，反应容器以及实验操作各有何要求？提出这些要求的原因各是什么？你能否设计一个Al在O2中燃烧的演示实验？
答：铁丝应为银白色光亮的细铁丝，以提供纯的铁丝，提高实验的成功率；铁丝应绕成螺旋状，增大跟氧气的接触面积；铁丝应在空气中用酒精灯烧至发红以引发其进一步在氧气中反应，但不可让其燃烧。

把集满氧气的木塞换成毛玻璃片，把以去掉氧化层的铝片，铝片铝的一端上火柴，集气瓶里应预先装少量水，或者细沙，点燃火柴，待火柴快燃烧尽时，缓缓地伸入集气瓶里（铝在氧气中燃烧，产生更为耀眼的强光，放出大量的热，生成灰色固体Al2O3）4Al + 3O2 =点燃= 2Al2O3（为铝是良好的导体,具有较好的热传递能力,为了防止铝在伸入氧气前冷却到燃点以下,保持更好的实验效果所以在需要反应的铝的一段裹上火柴. 不能引燃,防止铝燃烧时放出大量热的瞬间损坏酒精灯,还容易造成危险）
6.在中学教学中上述四个实验如果作为演示实验其教学目的是什么？观察重点是
什么？应引导学生观察哪些现象？
答：让学生更好的理解氧气性质。

观察重点：注意观察炭，硫，铁丝，蜡烛在空气中和氧气中燃烧的现象。

哪些现象：火焰颜色，生成物的形状，生成物的性质检验。

【实验记录】
1.实验方法及步骤：如【实验计划】所述。

2.实验仪器药品及操作条件：
分液漏斗（1个）；双孔橡胶塞（1个）；锥形瓶（1个）；导管（2根）；橡胶管（1根）；
集气瓶（4个）；毛玻璃片（4片）；小木条（1根）；镊子（1把）；酒精灯（1台）；玻璃棒（1根）；铁丝（若干）；火柴（1盒）；蜡烛（1段）。

二氧化锰粉末；过氧化氢溶液（30%）；澄清石灰水；硫粉；
3.实验效果：实验成功，均达到预期实验效果。

【实验收获】
1.在实验中要抓住实验成功的要点，并且要认真，每一步都要小心。

2.要抓住实验中的操作步骤，使实验能成功，并且要注重操作上的环节。

3.在讲解实验的时候不能忘记明确教学目的。

【片段教学教案】
【导入】大家知道氧气对于动物的生存是必不可少的，而且氧气在工业等各方面也有很大的用途。

【提问】那么，有谁知道在实验室中该如何制备氧气？
【演示】下面我就用加热高锰酸钾固体的方法来教大家如何在实验室中制备氧气。

1.称取一定量的高锰酸钾固体粉末加入试管中。

（注意称量、试管装固体药品的
操作）
2.按如图组装好实验装置。

（组装顺序-从下到上，从左到右；试管口要塞一团松
棉花防堵口；试管口微微朝上）
3.在水槽中装入适量的水，并将集气瓶装满水后倒立在水中。

（导管先不要插入
集气瓶中）
4.点燃酒精灯，先预热，然后加热试管底部的药品。

5.待到导管口冒出均匀气泡后，将导管插入集气瓶中。

6.集气瓶中的水都排出后，拔出导管，用毛玻璃片盖住集气瓶口，取出集气瓶，
正立在桌面上。

7.先取出导管，然后撤去酒精灯。

（顺序一定不得调换，否则倒吸，试管破裂）
8.拆解、洗净仪器并归位。

【练习】大家按我刚才的操作步骤练习一遍。