氧气的制取与性质
李甲鹏
(2009 级化学 3班第一实验小组，769218455@qq.com）
一、实验原理：
因为H2O2中的O元素的化合价是-1 价，而氧元素最稳定的化合价是-2 价
因此H2O2本身不稳定，容易自身发生歧化反应生成O2和H2O。但是由于它自生分解
比较慢因此在本实验中应该使用催化剂MnO2，反应方程式如下：
2H2O2 2H2O ＋ O2 MnO2
KMnO4中锰（Mn）为+7 价为锰元素的最高价很容易将-2价的氧元素氧化成 0 价，
而自生变成K2MnO4和MnO2化学反应方程式如下：
2KMnO4 K2MnO4 ＋ MnO2 ＋ O2 △
实验室制取氧气除了这两种方法外通常还可以用KClO3在MnO2做催化剂的条件下
发生反应，本实验使用的是过氧化氢（H2O2）在MnO2的催化下生成氧气（O2）
2KClO3 2KCl ＋ 3O2 MnO2加热
二、实验操作过程与实验现象：
（一）验证高锰酸钾加热可以产生氧气
1. 取一只大试管洗干净吹干，用带有导气管的橡皮塞将试管口塞住，将导气管
放入盛水的水槽中，用手握住试管有气泡冒出证明气密性良好。
2. 将高锰酸钾用纸槽送入试管底部在试管口放入一块蓬松的棉花，后如图 1 组
装实验装置。
3. 点燃酒精灯，待水槽中气泡均匀
冒出之后，将导气管放入充满水
的集气瓶中开始收集氧气，带集
气瓶中水排玩之后证明氧气已
经收集满。
4. 用毛玻璃盖住集气瓶口后将集
气瓶从水槽中取出，用带火星的
木条放进瓶中，木条复燃证明瓶
中收集的是氧气。即，高锰酸钾
加热可以分解产生氧气。
5. 从水槽中取出导管后移开酒精灯停止反应，整理实验器材。
（二）氧气的制取与氧气的性质：
1. 取一只带支管的锥形瓶和一个分液漏斗洗净给分液漏斗活塞涂好凡士林捡漏
完成后，将分液漏斗插入锥形瓶，导管和锥形瓶的支管相连。
2. 将导管放入有水的水槽中，用手握住锥形瓶如果有气泡冒出证明气密性良好，
可以进行下一步实验。
3. 取10mL 30﹪的过
氧化氢溶液倒入
烧 杯 中 ， 再 取
30mL 去离子水加
入烧杯中用玻璃
杯搅拌使其混合
均匀后加入分液
漏斗中。如图 2
组装实验装置：
4. 取下分液漏斗上面的塞子打开活塞，反应开始待气泡产生均匀时开始收集氧
气，共收集四瓶（注意：其中一瓶中水不排完），关闭分液漏斗活塞，反应停
止。
5. 氧气与铁丝反应：将一根火柴绑在细铁丝的一端，用坩埚钳夹住铁丝在酒精
灯上将火柴点燃，待火柴快燃尽的时候由瓶口缓慢放入有氧气的集气瓶中，
火星四射，并生成黑色固体四氧化三铁。
6. 氧气与木炭反应：用坩埚钳取一块比较薄的木炭放在酒精灯上点燃后，木炭
剧烈燃烧，之后变暗，倒入澄清石灰水，变混浊。
7. 氧气与硫粉反应：取黄豆粒大小一块硫粉与燃烧匙中，在酒精灯上灼烧，硫
粉慢慢融化，有淡蓝色火焰，如 5 中放入集气瓶中火焰变成蓝紫色，产生刺
激性气味的气体。
8. 氧气与石蜡反应：用坩埚钳夹住石蜡在酒精灯上点燃，如 5 中放入集气瓶中
石蜡剧烈燃烧。
三、实验应注意的事项：
1.在验证高锰酸钾加热分解可以产生氧气的实验过程中应该注意放一小团棉花，
避免高锰酸钾加热后进入导气管中，使水槽中的水变色。
2.高锰酸钾制取氧气的实验结束后一定要注意先从水槽中撤出导气管，否则会发
生倒吸，导致试管破裂。
3.在做铁丝在氧气中燃烧时，应该在瓶底留一点水避免高温的四氧化三使集气瓶
破裂。
四、文献综述：
[前言] 氧气的实验室制法及它的性质，是初中化学中的第一个实验，随着教材
不断的更新，制取氧气的方法也不断的在改进，由于考虑到绿色化学的概念，新
课标人教版教材将以前教材中的氯酸钾法改为了二氧化锰催化分解过氧化氢的
方法。这一方法的产物对环境无损害，而且二氧化锰经过液固分离之后可以回收
利用，不失为绿色化学在中学化学教材中的一个典范。
[正文] 教材中的改进比起以往的方法已经令人很满意了，但是还有许多人在此
基础上做了更多的改进。在这个实验中
使用到了二氧化锰作为催化剂，但是二
氧化锰做催化剂的实验现象对比并不
明显，因此有人做了改进如图 3，通过
气球变大的速度不同，可以让学生很明
显的看到二氧化锰的催化作用[1]。在制
取氧气时还是略有不足，关闭分液漏斗
活塞比不能使氧气的产生立刻停止，因
此有人将二氧化锰装入一个小纱布袋
内，有一根细绳拴在如果需要化学反应
停止就将细绳拉起，让二氧化锰固体与
液体分离，实验结束后只需将二氧化锰
烘干便可以继续利用，免去了分离的麻烦[2]。在进行氧气的性质实验时因为硫粉
在燃烧时产生大量的二氧化硫气体污染环境因此在集气瓶后面连上一个澄清石
灰水的洗气瓶这个问题便得到了解决[3]。
[反思与总结]
中学实验看起来似乎十分简单，但是里面暗藏的玄机并不少，因此我们
要多动手勤动脑，找出更合理，更简便的方法来完成教学实验。另外在实验过程
中我们发现用火柴的方法点燃铁丝并不容易，而在铁丝头上涂一点石蜡，或者将
细的石蜡插在铁丝上更容易点燃。在硫粉燃烧时应该在集气瓶内倒入少量石灰
水，这样既可以吸收二氧化硫，又可以让学生硫粉燃烧产生的刺激性气味的气体。
参考文献
[1] 崔迎春.“制取氧气的实验”改进[J].实验教学与仪器，2005 年，第一期
[2] 蔡小兰.用过氧化氢溶液制取氧气的实验改进[J].中国教育技术装备，2007 年，第 3 期
[3] 朱 丽.“氧气的制取与性质”实验的改进[J].课程教材教学研究，2008 年，第 49 期
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