《氧气的制备与性质》实验报告
一、实验目的与要求
1.掌握实验室制备氧气与氧气性质实验的操作；
2.初步学会本实验的演示教学方法。
二、实验原理
1.过氧化氢法：2H2O2 MnO22H2O+O2↑
2.高锰酸钾法：2KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑
3.氧气的性质：
（1）物理性质：在通常状况下，O
2为无色无味的气体。在标准状况下， O
2
的密度（1.429g/L）比空气的平均密度（1.293g/L）大。不易溶于水（每升水
溶解O
2
约30mL），所以，氧气采用排水法收集。
（2）化学性质：氧气的化学性质很活泼。它不仅可以助燃，而且在点燃或高温条件下可以和大多数金属、非金属发生反应，放出大量热。本次实验主要
通过观察金属Fe、非金属C、S、以及石蜡在O
2
中燃烧的实验现象及反应产物来
验证O
2
支持燃烧的化学性质。
三、仪器、材料与药品
硬质大试管、抽滤瓶、分液漏斗、玻璃弯管、酒精灯、火柴、水槽、集气瓶、毛玻璃片、橡皮软管、铁架台、玻璃棒、药匙、脱脂棉、托盘天平、燃烧匙、大烧杯、坩埚钳、细砂、试管及试管架；
MnO2、KMnO4、30%H2O2、硫黄、木炭、铁丝、蜡烛、澄清石灰水。
四、实验步骤
1.氧气的制备与收集
（1）过氧化氢分解制备法
①安装实验装置如图：
②实验步骤：a、检查装置气性；
b、在蒸馏烧瓶中加入0.5-1.5gMnO2,用带有分液漏斗的塞子塞住烧
瓶，分液漏斗中加入H2O2（与水各20mL 稀释为质量分数15%）；c、
用排水法收集（氧气不溶于水）。反应开始后，待气泡快速、均匀冒出
时开始收集，此时管中空气已排尽，当集气瓶冒出第一个大气泡时，
表示已集满，这时用毛玻璃片盖住瓶口，移除水面，如此连续收集四
瓶。
③实验现象描述：a、打开分液漏斗的活塞后，可以观察到有气泡迅速冒
出；b、同时观察到蒸馏烧瓶中出现烟雾。
④现象分析：a、过氧化氢与滴入蒸馏烧瓶中与二氧化锰（催化剂）接触，
迅速分解产生大量氧气和水蒸气形成了雾，从而看到水槽中气泡迅速
冒出；
b、蒸馏烧瓶中产生了大量气体，二氧化锰固体颗粒被气流冲起形成烟。
⑤关键技术：a、控制好滴加过氧化氢的速率；b、过氧化氢用前要用蒸
馏水稀释至15%左右。c、漏斗口一定要保持在液面以下，以免气
体从漏斗排出，影响实验的进行。
⑥安全性分析：a、溶液中过氧化氢过少，反应太慢，过多则因反应剧烈
而引起喷发事故；b、过氧化氢制氧气不用加热，常温下即可反应；
c、反应后的产物是氧气和水，不会污染环境，是一种比较绿色的制
备氧气的化学方法；d、30%的H2O2对皮肤有强烈的腐蚀作用，操作
时应戴上防护手套。
（2）KMnO4加热分解制备法
①安装实验装置如图：
②实验步骤：a、检查装置气密性；
b、取10 克KMnO4加入硬质试管中，管口放脱脂棉，塞进单孔塞；
c、
点燃酒精灯后，先预热试管，然后集中在试管的中下部加热；d、用排
水法或向上排空气法收集（氧气比空气密度大）；e、排空法需用带火星
的木条验证氧气是否已经集满，若木条复燃，则集满，否则需要继续收
集。
③实验现象描述：a、观察到KMnO4颗粒在加热
时有强烈的迸裂；b、伴随有少量烟产生。
④关键技术：a、在加热时，颗粒容易迸裂而从导气管冲进水槽，或致导
气管堵塞，因此要在试管口放一团脱脂棉；b、加热KMnO4时，缓缓
向后移动酒精灯，保证高锰酸钾能够充分反应，增加氧气产量；c、将
导气管伸至集气瓶底部，尽量排尽空气。
⑤安全性分析：a、用高锰酸钾分解制氧气的优点是不用催化剂，热分解的
温度要比氯酸钾法低；b、加热时应将试管向下倾斜。
以上步骤可以记为：查—装—定—点—收—离—熄(茶庄定点收利息)
查----检查装置的气密性
装----装药品
定----把试管固定到铁架台上
点----点燃酒精灯加热(先预热，注意：一律先让试管均匀受热，否则会因冷热不均炸裂试管)
收----收集气体（可以使用排水法、向上排空气法）
离----把导管从水槽中取出（如果使用向上排空气法，此步骤基本不需要，但是最好先取出导管在盖上玻片）
熄----熄灭酒精灯
2.O2的性质
(1)硫在氧气中的燃烧: S+O2 点燃SO2
①实验步骤：取一洁净的燃烧匙，放入少量硫磺粉，酒精
灯上加热至燃烧，然后将燃着的硫匙缓缓伸进有O2的集气瓶
中。
②实验现象：a、硫磺粉在酒精灯上加热至燃烧时，在黑
色背景下看到：发出微弱的淡蓝色火焰；b、硫匙缓缓伸进有O2的集
气瓶中可以观察到这时火焰颜色为明亮的蓝紫色，并伴有刺激性气体
生成。
③注意事项：a、为避免污染空气，将燃烧匙取出后及时淬入盛
有冷水的大烧杯中。b、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，
以防集气瓶炸裂。
（2）炭在O2中的燃烧: C+O2 点燃CO2
①实验步骤：a、用坩埚钳夹取一小段木炭，在酒精灯上烧至红热；
b、缓慢将木炭伸进O2瓶中，观察实验现象；
c、给此集气瓶中倒
入少量澄清石灰水，振荡，观察实验现象。
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
②实验现象：a、木炭伸进O2瓶中实验现象为：木炭燃烧的更剧烈，并发
出白光,并伴有少量烟产生。 b 倒入少量澄清石灰水，振荡后的实验现象为：石
灰水变混浊。
③注意事项：燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集气瓶炸裂。
(3)铁在02中的燃烧：3Fe+2O2 点燃Fe3O4 装置同上
①实验步骤：a、取一条细铁丝，砂纸擦亮后将铁丝缠绕于火柴棍上，
充分利用火柴燃烧的热量将铁烧至红热；b、点燃火柴，用坩埚钳夹
住火柴一端，烧至火焰将尽时，竖直将其伸入到铺有一层细沙的O2集
气瓶中，观察实验现象。
②实验现象：a、空气中只能看到铁丝被烧红，火柴燃尽；b、看到铁
丝在氧气中燃烧，火星四射，并伴有少许烟产生，瓶壁可观察到有黑
色的熔融物。
③注意事项：a、燃烧物定要放于集气瓶中央，切勿靠近瓶壁，以防集
气瓶炸裂；b、集气瓶底一定要铺细砂，而不能用水代替。因熔铁落
入水中，导热不良，高温的熔融物会使集气瓶底炸裂。铁在空气中不
能剧烈反应，在氧气中能够反应强烈。
（4）蜡烛在氧气中的燃烧：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
