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氧氣與鐵的實驗裝置
發布時間：2022-02-26 01:26:24㈠ 氧氣的實驗室製取與性質
氧氣的實驗室製取與性質
實驗原型及不足之處
本實驗採用加熱高錳酸鉀的方法製取氧氣並以碳和鐵的燃燒實驗研究氧氣的性質。就實驗來講，用高錳酸鉀製取氧氣方便快捷，但只取碳和鐵來研究氧氣的性質顯得較少，不足以使學生充分認識氧氣的性質，也使學生操作訓練的機會不足。
實驗創新及改進之處
實驗增加了硫和磷的燃燒，可以使學生更加充分認識氧氣的性質，也為學生提供了更多操作訓練的機會。但由於硫和磷的燃燒會產生污染物，所以教師在實驗前應該提醒學生用量要少。
實驗器材
大試管、單孔橡皮塞、乳膠管、玻璃導管、集氣瓶(125毫升)4個、水槽、鐵架台(帶鐵夾)、酒精燈、玻璃片4片、坩堝鉗(鑷子)、燃燒匙2個
高錳酸鉀、木炭、硫磺、紅磷、澄清石灰水、細鐵絲、棉花、火柴。
實驗原理及裝置說明
（1）實驗原理：
高錳酸鉀 錳酸鉀 + 二氧化錳 + 氧氣↑
（2）實驗室製取氧氣裝置圖：
實
驗
過
程
一、製取氧氣
教師介紹實驗的儀器和裝置，讓學生認識氣體發生裝置和氣體收集裝置。然後教師引導學生總結：使用儀器、收集方法、驗滿方法、放置方法。
1.儀器名稱: 大試管、單孔橡皮塞、乳膠管、玻璃導管、集氣瓶(125毫升)4個、水槽、鐵架台(帶鐵夾)、酒精燈、玻璃片4片、坩堝鉗(鑷子)、燃燒匙2個
2、收集方法：
（1）排水法：
適用范圍：不易溶於水的氣體
優點：易於收集到較純的氣體；便於觀察氣體是否已經收集滿
（2）向上排空氣法
適用范圍：密度比空氣大的氣體
優點：操作較為方便
3、驗滿方法
排水法：當集氣瓶口有氣泡放出時，證明已收集滿
向上排空氣法：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，證明已收集滿。
4、放置方法： 正放在桌子上，並蓋上毛玻璃片
然後由讓學生用高錳酸鉀製取氧氣。在此過程中共同師生總結實驗步驟。
5、操作步驟： 茶（查）、庄（裝）、定、點、收、利（離）、息（熄）
(1)連接裝置並檢查裝置的氣密性，不漏氣才能進行實驗。
(2)拔開橡皮塞，在試管里放進約15克高錳酸鉀。用一團棉花放在靠近試管口的地方，以防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導管。然後把帶有導管的塞子塞緊試管口。
(3)將裝好葯品的試管固定在鐵架台上。
(4)給試管加熱。先使酒精燈在試管下方來回移動，讓試管均勻受熱，然後對高錳酸鉀所在的部位加熱。
(5)導管口開始有氣泡放出時，不宜立即收集，當氣泡連續地並比較均勻地放出後，再把導管口伸入盛滿水的集氣瓶里。等瓶子里的水排完以後，在水面下用玻璃片蓋住瓶口。小心地把瓶子移出水槽，正放在桌子上。用同樣的方法再收集三瓶氧氣(其中三瓶留有少量水)。
(6)收集完畢，停止加熱前，先要把導管移出水面，然後再熄滅酒精燈。
(7)拆卸裝置，洗滌儀器。
二、試驗氧氣的化學性質
1、木炭在氧氣里燃燒
(1)用坩堝鉗夾取一小塊木炭在酒精燈的火焰上燒到發紅，插入盛有氧氣的集氣瓶(由瓶口向下緩慢插入)。觀察木炭在氧氣里燃燒的現象。
(2)燃燒停止後，取出坩堝鉗，往集氣瓶里加少量澄清石灰水，振盪。有什麼現象發生？
2、硫在氧氣中的燃燒
用葯匙加少量硫至燃燒匙中，在酒精燈上灼燒，直至硫融化並燃燒，然後將燃燒匙緩緩放入集氣瓶中(集氣瓶里裝有少量水)，用玻璃片把集氣瓶口塞上，觀察硫在氧氣里燃燒的現象。
3、磷在氧氣中的燃燒
用葯匙加少量磷至燃燒匙中，在酒精燈上灼燒，直至磷燃燒，然後將燃燒匙緩緩放入集氣瓶中(集氣瓶里裝有少量水)，用玻璃片把集氣瓶口塞上。觀察磷在氧氣里燃燒的現象。
4、鐵絲在氧氣里燃燒
取幾根細鐵絲，擦去表面鐵銹或油漆，呈螺旋形繞在一根火柴上。點燃火柴，待火柴臨近燒完時緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶(集氣瓶里裝有少量水)。觀察鐵絲在氧氣中燃燒的現象。
三、問題和討論
為什麼要先檢查裝置的氣密性？ 為什麼要在試管口放一團棉花？ 為什麼要先移動酒精燈使試管均勻受熱？ 為什麼試管口要略向下傾斜？ 為什麼要有連續的氣泡時才能收集？ 實驗完畢為什麼要先把導管移出水面，再熄滅酒精燈，相反操作會造成什麼後果？做燃燒實驗時，為什麼要緩慢往下伸入？在硫、磷、鐵的燃燒實驗中，為什麼要在瓶底留一層水？換成細沙行不行？
因為是製取並收集氣體的實驗，所以要檢查裝置的氣密性。放一團棉花是為了防止高錳酸鉀粉末吹入導氣管。使試管均勻受熱，是為了防止試管炸裂。試管口略向下傾斜是為了防止液體倒流炸裂試管。有連續的氣泡時收集，是為了收集到純凈的氣體因為剛開始排除的是試管中的空氣。為了防止試管中的空氣冷卻而發生倒吸，炸裂試管。如果相反操作，會炸裂試管。慢慢往下插入，可以保證物質充分和氧氣接觸，充分燃燒。硫和磷的燃燒實驗在底留一層水是為了吸收生成的二氧化硫和五氧化二磷，在瓶底留一層水是為了防止生成的四氧化三鐵掉到瓶底上，把瓶底炸裂。所以在硫和磷的燃燒實驗中，不能把水換成細沙，在鐵的燃燒實驗中，可以把水換成細沙。
實驗效果
通過製取氣體的實驗，使學生掌握了用加熱高錳酸鉀製取氧氣的方法，並初步學會了實驗室製取少量氣體的基本操作和一般流程。通過氧氣性質的實驗，使學生學會了燃燒實驗的基本操作，並鍛煉了學生觀察、記錄實驗現象及分析問題的能力。本次實驗，達到了預期的效果。
㈡ 關於鐵和氧氣生成四氧化三鐵的實驗
1.
目的是減少反應熱量的散失,便於利用反應熱加熱未反應的鐵絲.
2.
目的是利用火柴燃燒的放出的熱量,加熱鐵絲,以便達到反應所需溫度.
3.
火柴燃盡時,鐵絲才能達到反應所需溫度.
4.
燃燒放出大量的熱,生成溫度很高的產物四氧化三鐵,若讓產物直接落到集氣瓶底部,會使集氣瓶受熱不均而炸裂,為防集氣瓶炸裂而在下面放一些水,不使產物直接接觸集氣瓶.
5.
讓鐵絲先和上面的氧氣反應,逐漸再和下面的氧氣反應,防止氧氣散失,使反應停止.若一下插到底部,反應放熱,會加速氧氣的流動,使氧氣跑掉,使反應停止.
㈢ 如圖是鐵絲在氧氣中燃燒的實驗裝置圖，回答下列問題：（1）寫出該反應的化學方程式______．（2）實驗時在
| （1）鐵絲在氧氣中劇烈燃燒生成四氧化三鐵． 故答案為：3Fe+2O 2
（2）為防止高溫熔落回物炸裂集氣瓶底部，答所以常在集氣瓶底部放入水或細沙． 故答案為：防止生成的熔化物濺落炸裂瓶底． （3）鐵絲不能燃燒主要是鐵絲生銹或較粗以及氧氣不純或點燃時提供的溫度不夠等． 故答案為：鐵絲生銹；或氧氣不純；或鐵絲太粗；或鐵絲實驗前沒有打磨干凈；或沒有待火柴將即燃燒盡時伸入集氣瓶等等 |
㈣ 如圖為用一氧化碳與氧化鐵反應的實驗裝置圖．（1）裝置A中發生反應的實驗現象：______，反應的化學方程式
（1）A處發生的反應為一氧化碳和氧化鐵的反應，可以觀察到紅色粉末變成黑色，反應生成了鐵和二氧化碳，該反應的化學方程式為：Fe2O3+3CO
|
2Fe+3CO 2 ；