氧气的性质及其制备实验教学研究教学设计

氧气的性质

氧气（O2）是具有非常强氧化能力的气体，具有以下性质：

1. 稳定性

氧气是一种非常稳定的分子，其分子式为O2。它可以形成臭氧（O3），但通常需要用电器或紫外线光源等强能量因素的作用。

2. 易溶于水

氧气在水中有较好的溶解度，氧气溶解度随温度的升高而降低，随压力的升高而增加。

3. 氧化性和还原性

氧是一种非常强的氧化剂，可以与多种物质发生反应，如燃烧、腐蚀等。氧气的氧化还原性也非常强，它可以被还原剂如铁、硫化物等还原成氧化物。

氧气的制备实验教学研究

氧气的制备方法有多种，以下将介绍两种较为常见的方法：

1. 过氧化铁的分解制备氧气

过氧化铁在高温条件下会分解产生氧气：

2Fe2O3·3H2O2 → 2Fe3O4 + 3O2↑ + 3H2O

具体操作步骤如下：

1. 取一定量过氧化铁，加热至适当温度（如300℃）。2. 用实验室电子天平称量氧气收集瓶和试管的质量。3. 配置实验装置，将过氧化铁放入烧杯中，放入热板上加热，将试管倒置浸入水中，将氧气收集瓶接在试管口上。 4. 收集一定时间后停止加热，用密度瓶或水位法测量氧气的体积，并进行修正。

2. 高锰酸钾的还原制备氧气

高锰酸钾在酸性条件下可以被还原成锰酸盐和氧气：

2KMnO4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 3O2↑ + 3H2O

具体操作步骤如下：

1. 取一定量高锰酸钾和硫酸，混合在试管中并加热分解。2. 用实验室电子天平称量氧气收集瓶和试管的质量。3. 配置实验装置，将试管倒置浸入水中，将氧气收集瓶接在试管口上。 4. 标准条件下收集一定时间后停止加热，用密度瓶或水位法测量氧气的体积，并进行修正。

氧气制备实验教学设计

为了使学生更好地了解氧气的制备方法和性质，我们可以设计以下实验教学方案。

实验目的：

了解和掌握过氧化铁和高锰酸钾制备氧气的实验方法和氧气的一般性质。

实验仪器与试剂：

高锰酸钾(KMnO4)、过氧化铁(Fe2O3·3H2O2)、硫酸(H2SO4)、烧杯、试管、氧气收集瓶、水槽、热板、密度瓶等。

实验步骤：

第一步：过氧化铁制备氧气

1. 取一定量过氧化铁，加热至适当温度（如300℃）。2. 用实验室电子天平称量氧气收集瓶和试管的质量。3. 配置实验装置，将过氧化铁放入烧杯中，放入热板上加热，将试管倒置浸入水中，将氧气收集瓶接在试管口上。 4. 收集一定时间后停止加热，用密度瓶或水位法测量氧气的体积，并进行修正。

第二步：高锰酸钾制备氧气

1. 取一定量高锰酸钾和硫酸，混合在试管中并加热分解。2. 用实验室电子天平称量氧气收集瓶和试管的质量。3. 配置实验装置，将试管倒置浸入水中，将氧气收集瓶接在试管口上。 4. 标准条件下收集一定时间后停止加热，用密度瓶或水位法测量氧气的体积，并进行修正。

实验注意事项：

1. 实验过程一定要小心谨慎操作，注意安全。2. 实验操作需要注意实验各项数据的准确性，如体积加热前后温度等。3. 在分析实验结果时需要有系统的分析方式，进行多方面，深度考察。

结语

本实验教学方案在教学过程中，通过实验让学生了解氧气的制备方法和性质，提高学生对氧气的认识，且实验操作训练了学生勇敢的精神与实践动手的能力。