制取氧气实验常见错误操作分析

2023-09-05 21:48孙雁冰赵兰天
关键词:酒精灯气瓶试管

孙雁冰 赵兰天

氧气,化学式O2,是一种无色、无味的气体。氧气具有助燃性,几乎所有的有机化合物都能在氧气中燃烧生成二氧化碳和水。氧气可通过化学实验和工业制造所得,可用于废水的处理、火箭推进剂、航空航天、焊割金属以及动物和人体供氧等方面。氧气占地壳质量的48.6%,是自然界中分布最广、丰度最高的元素。

制取氧气实验是初中化学的一个重要实验,也是第一个制取气体试验,由于学生之前没有接触过相关仪器,部分学生操作不规范,不熟练。现对此实验中常见错误操作进行分析更正,以便提高学生的实验操作技能。

一、固定试管

错误操作:1.铁夹夹在试管口处或夹在试管中部和下部;2.导气管伸入试管内太长;3.将试管水平或试管口略高于试管底固定。

错误分析:1.铁夹距离试管口太近,易夹破试管口;试管夹夹在中部和下部,由于试管底部一端较短,不利于加热,且试管受热膨胀受到铁夹的限制而破裂;2.试管内的导气管太长,不易把试管内的空气排净,且生成的气体难以导出,会造成收集的气体不纯;3.若将试管水平或试管口略高于试管底部固定,加热时,固体药品存放时吸收的水分或反应生成的水,变成水蒸汽在试管口冷凝成水滴,倒流到试管底部,造成试管炸裂。

正确操作:1.铁夹夹在试管中上部和距离试管口三分一之处;2.试管内导气管不宜太长,刚露出胶塞即可;3.固定试管时,试管口要略低于试管底。

二、点燃酒精灯给试管中固体加热

错误操作:1.不预热,直接加热。2.用酒精灯的内焰或焰心加热。3.加热时,没有对准药品处加热。

错误分析:1.加热时不预热,就会集中加热,会因试管局部过热而造成受热不均匀,导致试管破裂。2.酒精灯的焰分为外焰、内焰、焰心,外焰温度最高,故用外焰加热。3.不对准药品加热,会导致大量热量损耗。

正确操作:用火柴点燃酒精灯,使酒精灯在试管下方来回移动,使其均匀受热,然后用外焰固定在药品的部位加热。

三、收集气体

错误操作:1.用排水法收集时,集气瓶未装满水就收集,或者刚开始有气泡冒出时就收集;2.用向上排空气法收集时,导气管没有伸到接近集气瓶瓶底部;3.集满氧气的集气瓶,敞口放在桌面上。

错误分析:1.集气瓶未装满水,会导致收集的氧气不纯,因为瓶内空气未排净,开始有气泡冒出时就收集,试管内尚有空气,刚开始加热氧气未生成,试管内的空气受热膨胀而逸出,导致收集的气体不纯;2.用上排空气法收集时,导气管不伸到接近集气瓶的底部,即使氧气的密度大,也很难将瓶底的空气排出,故氧气不纯;3.氧气密度比空气密度略大,由于氧气分子不斷运动,敞口放置,氧气会扩散到空气中而损耗。

正确操作:1.应将集气瓶注满水;2.待气泡连续均匀冒出时,再开始收集;3.应把导气管伸到接近集气瓶底部;4.在水下用毛玻璃片的毛片盖住集气瓶口,正放在桌面上。

四、验满氧气

错误操作:把带火星的木条伸入集气瓶内。

错误分析:若集气瓶内氧气不满,带火星的木条伸入瓶内也会重新燃烧,故不能说明氧气已满。

正确操作;将一带火星的木条放到集气瓶口,若木条复燃,证明氧气已满。

五、实验完毕时的操作

错误操作:1.先撤酒精灯,后撤导管;2.用嘴吹灭酒精灯;3.只盖一次酒精灯帽;4.试管未冷却就用冷水洗涤。

错误分析:1.若先撤酒精灯,试管内温度降低,气体体积减小,压强变小,水槽中的水会从导气管倒流入热的试管,使试管炸裂;2.用嘴吹灭酒精灯,倾斜的火焰会引起酒精灯里的酒精着火;3.若只盖一次,灯帽内冷却会形成负压,大气压会把灯帽紧紧地压在灯劲上,下次使用不易拔下灯帽;4.冷水进入热试管炸裂。

正确操作:1.先把导气管从水槽中移出,再熄灭酒精灯;2.用灯帽盖灭后,取下灯帽重盖一次;3.等试管冷却到室温时再洗涤。

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