Cómo poner oxígeno en un cilindro
Principio de reacción: permanganato de potasio - calentamiento → permanganato de potasio dióxido de carbono oxígeno.
2. Fármacos: permanganato de potasio
3. Instrumentos: tubos de ensayo, rejillas de hierro, lámparas de alcohol, tapones de goma de un solo orificio con conductos, recipientes de gas, trozos de vidrio, fregaderos, medicamentos. cuchara.
4. Paso: (la casa de té cobra los intereses en puntos fijos)
Té: Comprobar la estanqueidad del equipo.
Zhuang: Rellenar el medicamento y rellenar el tapón de goma.
Fijación: Equipo fijo
Puntos clave: Encender la lámpara de alcohol y calentar el tubo de ensayo.
Recoger: Recoge el gas
León: Después de recoger, saca el tubo del tanque.
Reposo: apagar la lámpara de alcohol.
5. Métodos de recolección: método de drenaje (insoluble en agua) y método de escape hacia arriba (la densidad es mayor que la del aire).
6. Método de inspección completa: 1. Cuando se observan grandes burbujas saliendo de la boca del recipiente de gas.
2. Coloca el palo de madera con chispas en la boca de la bombona de gas. Si los palos de madera se vuelven a encender, resulta que están llenos.
7. Método de inspección: Coloque la tira de madera con chispas en el contenedor de gas. Si los palos de madera se vuelven a encender, significa que hay oxígeno.
8. Preste atención a: 1. Coloque una pequeña bolita de algodón en la boca del tubo de ensayo (para evitar que el polvo de permanganato de potasio entre en el tubo durante el calentamiento).
2. La boca del tubo de ensayo debe estar ligeramente inclinada hacia abajo (para evitar que el agua condensada en el tubo regrese al fondo del tubo de ensayo calentado y provoque estallido).
3. Cuando deje de calentar, primero saque el catéter urinario y luego apague la lámpara de alcohol (para evitar que el agua del fregadero sea succionada hacia el fondo del tubo de ensayo caliente y explote).
4. Se debe colocar el recipiente de oxígeno sobre el vaso y colocarlo sobre la mesa.
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Adquisición de oxígeno experimental
La idea del diseño experimental:
1. Al preparar gas en la selección de laboratorio, podrá comprender los diferentes requisitos de los métodos de preparación de laboratorio y los métodos de preparación industrial.
2. Dominar algunas operaciones experimentales básicas a través de experimentos, incluida la inspección de estanqueidad, calentamiento de materiales, recolección de gases, etc.
Principio experimental:
El laboratorio utiliza principalmente la descomposición de compuestos que contienen oxígeno para obtener oxígeno. Los compuestos que contienen oxígeno más utilizados son el permanganato de potasio y el peróxido de hidrógeno.
Permanganato de potasio, dióxido de manganeso, oxígeno
Peróxido de hidrógeno, agua, oxígeno
Propósito experimental:
Permitir a los estudiantes comprender el Proceso de laboratorio Métodos de oxígeno y principios de reacción.
Conocer los métodos generales de recogida de gases en el laboratorio.
Permitir que los estudiantes tengan una cierta comprensión del papel de los catalizadores.
Suministros experimentales:
Calentar permanganato de potasio para producir oxígeno
Tubos de ensayo, rejillas de hierro, lámparas de alcohol, tubos con tapones de goma, contenedores de gas y tanques de agua. .
Permanganato de potasio de algodón
El peróxido de hidrógeno se descompone para producir oxígeno
Matraz Erlenmeyer, embudo de decantación, catéter con tapón de goma, recipiente de gas, tanque de agua.
Aproximadamente 10 peróxido de hidrógeno y dióxido de manganeso
Pasos experimentales:
Calentar permanganato de potasio para producir oxígeno
Fenómeno del paso experimental Explicación y resumen
Montar el instrumento según los dibujos y comprobar la estanqueidad.
Ponga una pequeña cantidad de permanganato de potasio en el tubo de ensayo, coloque una bolita de algodón en la boca del tubo de ensayo y tape la boca con un tapón con un catéter.
Inclina ligeramente la boca del tubo de ensayo hacia abajo y fíjalo en el soporte de hierro.
La función principal del algodón es evitar que entre polvo sólido en el catéter.
Llena los dos cilindros con agua y tapa las bocas de las botellas con trozos de vidrio. Luego coloca la botella llena de agua y el trozo de vidrio boca abajo en el tanque de agua.
Calentar el tubo de ensayo. Primero, la llama de la lámpara de alcohol se mueve hacia adelante y hacia atrás debajo del tubo de ensayo para calentar el tubo de ensayo de manera uniforme y luego calienta el área donde se encuentra el permanganato de potasio.
Cuando comienzan a desprenderse burbujas de aire del catéter, no es aconsejable recogerlas inmediatamente. Cuando las burbujas se liberen de forma continua y uniforme, coloque el catéter en un recipiente de gas lleno de agua.
Después de drenar el agua de la botella, tapar la boca de la botella con un trozo de vidrio bajo el agua. Retire con cuidado la botella del fregadero y colóquela sobre la mesa.
Utilice el mismo método para recoger otra botella de oxígeno (todavía queda un poco de agua en la botella). El permanganato de potasio se descompone cuando se calienta.
El oxígeno no es fácilmente soluble en agua y puede recolectarse mediante drenaje y recolección de gas.
La densidad del oxígeno es ligeramente superior a la del aire, por lo que es difícil que la boca de la botella se difunda hacia arriba.
Al dejar de calentar, primero retirar el catéter del agua y luego apagar el alcohol.
El peróxido de hidrógeno se descompone para producir oxígeno
Explicación y resumen del fenómeno del paso experimental
Montar el instrumento y comprobar la estanqueidad del equipo.
Cuando el laboratorio necesita una determinada cantidad de oxígeno, se puede utilizar el dispositivo como se muestra en la imagen y se puede reponer peróxido de hidrógeno en cualquier momento según sea necesario.
Poner una pequeña cantidad de dióxido de manganeso en polvo en un matraz Erlenmeyer y taparlo bien. Vierta una cantidad adecuada de peróxido de hidrógeno en el embudo de decantación.
Llena los dos cilindros con agua y tapa las bocas de las botellas con trozos de vidrio. Luego coloca la botella llena de agua y el trozo de vidrio boca abajo en el tanque de agua.
Abrir el pistón del embudo de decantación y dejar caer peróxido de hidrógeno en el matraz Erlenmeyer. Aparecerán una gran cantidad de burbujas en la solución del matraz Erlenmeyer y al mismo tiempo se liberará calor.
Peróxido de hidrógeno agua Oxígeno
El oxígeno también se puede recoger expulsando aire hacia arriba.
Después de recolectar durante un tiempo, coloque un trozo de leña encendida en la boca de la bombona de gas.
Cubrir con vaso y colocar sobre la mesa experimental. Continúe recogiendo la segunda botella.
Si la densidad del oxígeno después de la requemadura es mayor que la densidad del aire, se puede recolectar mediante descarga de aire hacia arriba.
Indica que se ha recogido el oxígeno.
Descripción experimental:
1. Principio de expansión
Función del catalizador
Dióxido de manganeso en la reacción de producción de oxígeno a partir de peróxido de hidrógeno. Utilizado como catalizador. Los catalizadores se refieren a aquellas sustancias que pueden cambiar la velocidad de reacción de otras sustancias en reacciones químicas, mientras que su propia masa y propiedades químicas permanecen sin cambios antes y después de la reacción. En esta reacción, el dióxido de manganeso es el catalizador que descompone el peróxido de hidrógeno.
Comparación de dos métodos de producción de oxígeno
Para producir oxígeno se utilizan permanganato de potasio y peróxido de hidrógeno, cada uno con sus propias características. El permanganato de potasio es un sólido y relativamente fácil de almacenar; el peróxido de hidrógeno es un líquido y es fácil de descomponer y no debe dejarse por mucho tiempo. Mientras que el permanganato de potasio requiere calentamiento, el peróxido de hidrógeno se descompone muy rápidamente bajo la catálisis del dióxido de manganeso, por lo que no es necesario calentarlo.
2. La clave del éxito
Método para calentar permanganato de potasio
El permanganato de potasio no debe apilarse de forma apretada en el fondo del tubo de ensayo, sino que debe apilarse colocado plano en el tubo de ensayo; cuando comienza el calentamiento, el tubo de ensayo debe precalentarse para que el fondo del tubo de ensayo se caliente uniformemente. Luego, se debe calentar la llama de la lámpara donde hay medicamento al final de la boca del tubo de ensayo. A medida que avanza la reacción y se requiere la cantidad de oxígeno, la llama se mueve hacia el fondo del tubo de ensayo. El propósito de esto no es sólo evitar que la mezcla sólida se precipite hacia la boca del tubo de ensayo con el flujo de aire, sino también controlar la velocidad y la cantidad de liberación de oxígeno.
Concentración de peróxido de hidrógeno
El peróxido de hidrógeno disponible comercialmente generalmente tiene dos concentraciones, una es una solución concentrada de aproximadamente 30 y la otra es una solución diluida de 30. La concentración adecuada de oxígeno es aproximadamente 10. Si está demasiado diluido, la reacción será lenta y el tiempo de recogida será largo. El peróxido de hidrógeno está demasiado concentrado, la reacción es demasiado intensa y el calor es demasiado, lo que provocará demasiado vapor de agua en el oxígeno recogido.
3. Medidas preventivas
Utilice (1) permanganato de potasio para preparar oxígeno.
El orden del dispositivo experimental debe ser de abajo hacia arriba, y el montaje del instrumento debe ser de izquierda a derecha. Y tenga en cuenta que la abrazadera de hierro debe sujetarse en la parte superior del tubo de ensayo (a 1/4 de la boca del tubo de ensayo) y la boca del tubo de ensayo debe estar ligeramente inclinada hacia abajo.
(2) ¿Cómo transportar y cargar reactivos sólidos?
Añadir permanganato de potasio y esparcirlo en diagonal por el fondo del tubo, no dejar que se acumule en el fondo.
(3) ¿Por qué necesitas inclinarte un poco?
Cuando se calienta, la humedad contenida en el fármaco se convierte en vapor de agua, se condensa en gotas de agua en la boquilla y regresa, provocando la explosión del tubo de ensayo.
(4) ¿Por qué no se debe recolectar el gas inmediatamente tan pronto como emergen las burbujas?
En la etapa inicial de calefacción, se descarga principalmente aire. Cuando las burbujas se liberan de forma continua y uniforme, es oxígeno y luego se puede recoger.
(5) ¿Por qué utilizar drenaje para recoger el gas? Al detener la producción de oxígeno, ¿se debe retirar primero el catéter del agua y luego retirar la lámpara de alcohol?
Si retira primero la lámpara de alcohol, la temperatura y la presión del aire dentro del tubo de ensayo disminuirán y la humedad será absorbida hacia el tubo de ensayo caliente a lo largo del conducto, lo que puede provocar que el tubo de ensayo se rompa.
(6) ¿Por qué el catéter en el tubo de ensayo no puede ser demasiado largo?
El tubo que se adentra en el tubo de ensayo no debe ser demasiado largo para evitar que resulte difícil descargar el gas.
(7) Cuando se utiliza el método de escape ascendente para recolectar oxígeno, ¿cómo verificar que se haya recolectado el oxígeno?
Probar el oxígeno con un palo de madera con chispas es un método común para identificar el oxígeno. Coloca el palo de madera con chispas en la boca de la bombona de gas. Si las varillas de madera se vuelven a encender, se habrá recogido el oxígeno.
(8) ¿Cómo comprobar que el gas producido es oxígeno?
Mete el palo de madera con chispas en el recipiente de gas. Si los palos de madera se vuelven a encender, el gas es oxígeno.
Expansión experimental:
Cuando se utiliza peróxido de hidrógeno para producir oxígeno, existen diferentes formas de añadir peróxido de hidrógeno.
Si desea crear una pequeña cantidad de oxígeno en el laboratorio, también puede utilizar el dispositivo como se muestra en la imagen para inyectar una solución acuosa de peróxido de hidrógeno al 15% en el tubo de ensayo, agregue una pequeña cantidad de dióxido de manganeso y apriete el tapón inmediatamente, y el oxígeno se descargará a lo largo del conducto. Por ejemplo, utilizando 15 ml de solución acuosa de peróxido de hidrógeno y 0,1 g de dióxido de manganeso, se pueden obtener 0,7 litros de oxígeno en aproximadamente medio minuto. Es más adecuado que los estudiantes experimenten por su cuenta. El dispositivo experimental se muestra en la Figura A.
El equipo A solo puede recolectar oxígeno una vez o de forma intermitente, pero no de forma continua. Para lograr el propósito de la recolección continua, puede cambiar el tubo de ensayo grande por un matraz Erlenmeyer, cambiar el tapón de un solo orificio por un tapón de doble orificio y utilizar un embudo de cuello largo. El dispositivo experimental se muestra en la Figura b.
Aunque se puede añadir peróxido de hidrógeno al dispositivo B en cualquier momento, el control de la velocidad de reacción no es muy bueno. Especialmente cuando la concentración de peróxido de hidrógeno es alta, la solución puede salirse rápidamente. -embudo de cuello. Al mismo tiempo, la reacción no se puede detener. Cambiar un embudo de cuello largo por un embudo para líquidos es un dispositivo de preparación ideal.
Las funciones del embudo de separación en el dispositivo son las siguientes:
(1) Controlar la cantidad total de líquido que gotea para obtener la cantidad total de gas requerida, lo que puede ahorrar medicamentos al máximo;
(2) Controlar la velocidad de goteo del líquido para controlar la velocidad de reacción;
(3) La reacción se puede iniciar y detener en cualquier momento.
Experimentos en la vida:
Usando peróxido de hidrógeno esterilizado y polvo de ladrillo rojo como materia prima, y usando jeringas, botellas de plástico, tubos de goma, vasos, etc. como instrumentos, puede producir una pequeña cantidad de oxígeno.
Consejo: La jeringa puede funcionar parcialmente como embudo de decantación y puede controlar el goteo de líquido. El polvo de ladrillo rojo puede sustituir al dióxido de manganeso como catalizador.
Navegación por el sitio de prueba experimental:
Ejemplo 1: Al usar permanganato de potasio para producir oxígeno, se descubrió que el tubo de ensayo estaba roto durante el experimento. Las siguientes razones no tienen nada que ver. con esto ()
① Hay agua en la pared exterior del tubo de ensayo y aún no está seca ② Al calentar, el fondo del tubo de ensayo toca la mecha ④ Hay demasiado permanganato de potasio; usado; ⑤ La lámpara de alcohol se mueve de vez en cuando durante el proceso de calentamiento ⑤ La parte de la droga se calienta directamente;
A.②④⑦ B. ③④⑤ C. ③⑤⑦ D. ①②⑥⑦
Ejemplo de comentarios de preguntas: esta pregunta pone a prueba la comprensión y el dominio de las precauciones de producción de oxígeno en el laboratorio.
Instrucciones para resolver preguntas: ① Hay agua en la pared exterior del tubo de ensayo y no está seca; ⑤ El calentamiento directo del sitio del medicamento puede hacer que el tubo de ensayo explote debido a un calentamiento desigual; El fondo del tubo de ensayo hace contacto con la mecha durante el calentamiento y la temperatura de la mecha es baja. El tubo de ensayo explotará debido al enfriamiento ⑦ Levante inmediatamente el tubo de ensayo después de detener el calentamiento y límpielo después de enfriarlo. Aunque es bueno enjuagar después de enfriar, levantar el tubo de ensayo inmediatamente después de dejar de calentarlo puede hacer que el agua condensada en la boquilla fluya hacia el fondo del tubo de ensayo, provocando que el tubo de ensayo explote. (3) La posible consecuencia de no colocar algodón en la boca del tubo de ensayo es que entre polvo sólido en el tubo. ⑤Mueva la lámpara de alcohol de vez en cuando durante el proceso de calentamiento. ⑤El exceso de permanganato de potasio no hará que el tubo de ensayo explote. Entonces elige b.
Respuesta: b
Ejemplo 2: ¿Cuál de los siguientes gases se puede recolectar utilizando tanto el método de extracción hacia arriba como el método de drenaje ()
a es más denso? que el aire, soluble en agua; b es más denso que el aire e insoluble en agua.
El C es menos denso que el aire y soluble en agua. d es menos denso que el aire e insoluble en agua.
Ejemplo de comentarios de preguntas: esta pregunta se centra en la relación entre los métodos de recolección de gas y las propiedades del gas.
Guía para la resolución de problemas: la densidad del gas recolectado por el método de escape ascendente es mayor que la densidad del aire, mientras que el gas recolectado por el método de drenaje debe ser insoluble en agua. Teniendo en cuenta ambas circunstancias, la respuesta es b.
Respuesta: b
Ejemplo 3: El hospital utiliza un dispositivo similar al que se muestra en la siguiente imagen cuando administra oxígeno a los pacientes. Con respecto a este dispositivo, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es incorrecta? ()
A. Utilice este dispositivo para observar si hay salida de oxígeno.
b. Utilice este dispositivo para observar la velocidad de salida de oxígeno.
Se conecta un tubo a una bombona para suministrar oxígeno.
El catéter está conectado a un tubo de plástico y se utiliza para administrar oxígeno al paciente.
Ejemplo de comentarios de preguntas: esta pregunta examina la experiencia de la vida diaria y la aplicación extendida del método de drenaje y recolección de gas.
Guía para la resolución de problemas: Uno de los usos más importantes del oxígeno es proporcionar respiración. Cuando el hospital suministra oxígeno a los pacientes, podemos observar si hay burbujas en el líquido y el tamaño de las burbujas, si hay salida de oxígeno y la velocidad de la salida de oxígeno, por lo que las opciones A y B son correctas. Al usarlo, se debe pasar oxígeno al agua para observar las burbujas, por lo que el oxígeno debe pasar desde el extremo A y el extremo B debe conectarse al tubo de oxígeno del paciente. De lo contrario, el líquido saldrá por el extremo A, por lo que la opción C es correcta y la opción D es incorrecta.
Respuesta: d
Y así sucesivamente:
La imagen de la derecha muestra una botella de gas incoloro recolectado mediante el método de drenaje. Determine las propiedades asociadas con este gas.
Guía para la resolución de preguntas: Las preguntas son muy concisas, pero la información es suficiente. En primer lugar, el gas es incoloro y puede recogerse mediante drenaje, lo que significa que el gas debe ser insoluble en agua y no reaccionará con ella. Un cilindro lleno significa que el gas es más denso que el aire. En conjunto, se pueden obtener tres propiedades físicas y una propiedad química del gas.
Respuesta: Este gas es incoloro, más denso que el aire, insoluble en agua y no reacciona con el agua.
Ejemplo 4: Un compañero de clase usó peróxido de hidrógeno para producir oxígeno, ensambló el instrumento según el diagrama, añadió medicamentos para la reacción y recogió una botella de gas. Comprobó con un palo de madera que tenía chispas y descubrió que el palo de madera no se volvía a encender. Por favor piénselo. ¿Cuáles son las posibles razones?
Comentarios sobre la pregunta de ejemplo: esta pregunta es una pregunta abierta que evalúa la comprensión de los estudiantes de todos los aspectos de la producción de oxígeno en el laboratorio y si pueden analizar, resumir y resolver problemas en operaciones reales.
Guía para la resolución de problemas: la razón por la que las tiras de madera no se volvieron a encender es en realidad relativamente simple, principalmente porque la concentración de oxígeno es baja o no hay oxígeno. Desde esta perspectiva, una posibilidad es que la estanqueidad del aire no sea lo suficientemente buena para recoger oxígeno. Además, dado que el peróxido de hidrógeno se utiliza para generar oxígeno y el oxígeno se recoge mediante escape hacia arriba, si la reacción es demasiado intensa, se desbordará una gran cantidad de vapor de agua, lo que hará imposible que el oxígeno del recipiente de gas se vuelva a encender. los listones de madera. Hay otros resultados posibles, como que la concentración sea demasiado baja o que el fármaco falle y no se reciba oxígeno, que no son respuestas adecuadas.
Respuesta: Las posibles razones son las siguientes
(1) La estanqueidad del dispositivo es deficiente.
(2) La concentración de peróxido de hidrógeno es demasiado alta.
(3) La velocidad de goteo del peróxido de hidrógeno es demasiado rápida.
(4) Se inyecta demasiado peróxido de hidrógeno a la vez.
Otras respuestas razonables son posibles.
Ejemplo 5: En terminología militar, el viaje continuo por mar se denomina "viaje". Para garantizar el sigilo a largo plazo, los submarinos deberían estar equipados con dispositivos de regeneración química de oxígeno. Existen varios métodos para producir oxígeno: ① Calentar permanganato de potasio; (2) Electrolizar agua (3) El peróxido de sodio y el dióxido de carbono reaccionan a temperatura ambiente para producir carbonato de sodio y oxígeno (4) Calentar la oxidación del mercurio para producir mercurio y oxígeno; .
(1) ¿Qué método es el más adecuado para la producción de oxígeno submarino?
(2)¿Cuáles son las ventajas de este método comparado con otros métodos?
Ejemplo de comentarios de preguntas: esta pregunta evalúa la comprensión y la capacidad de aplicación práctica de las condiciones de producción de oxígeno de los estudiantes, y comprende las limitaciones y los efectos de varios factores sobre la producción de oxígeno en actividades reales.
Guía para la resolución de problemas: calentar permanganato de potasio, electrolizar agua y calentar óxido de mercurio requieren un suministro de energía adicional para generar mercurio y oxígeno. Los productos requieren procesamiento adicional, especialmente calentar óxido de mercurio, que tiene un bajo rendimiento. El producto es tóxico. Un método mejor es hacer reaccionar peróxido de sodio con dióxido de carbono a temperatura ambiente para producir carbonato de sodio y oxígeno. En primer lugar, la reacción puede desarrollarse a temperatura ambiente sin necesidad de aportar energía adicional. En segundo lugar, uno de los reactivos es el dióxido de carbono, que favorece el consumo del dióxido de carbono producido por la respiración del personal en el submarino.
Respuesta: (1) El método más adecuado para producir oxígeno en un submarino es hacer reaccionar peróxido de sodio con dióxido de carbono a temperatura ambiente para producir carbonato de sodio y oxígeno.
(2) La ventaja es que la reacción se puede llevar a cabo a temperatura ambiente y no requiere energía adicional; uno de los reactivos es el dióxido de carbono, lo que es beneficioso para consumir el dióxido de carbono producido por la respiración. del personal del submarino.