人教版初三化学(上)第6讲：制取氧气(教师版)

制取氧气____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解实验室制取氧气的主要方法和原理。2.练习连接仪器的基本操作，并试验氧气的化学性质。3.认识分解反应、催化剂等概念。4.初步了解通过化学实验制取新物质的方法。实验室制取氧气（1）实验室制取氧气的原理药品装置图反应原理过氧化氢溶液（过氧化氢溶液是无色液体，二氧化锰是黑色固体）二氧化锰二氧化锰MnO2过氧化氢水+氧气MnO2氯酸钾（氯酸钾是白色的固体、二氧化锰是黑色固体）二氧化锰二氧化锰加热氯酸钾氯化钾+氧气MnOMnO2△高锰酸钾（高锰酸钾是紫黑色固体）试管口要塞棉花加热加热高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气△△（2）实验装置设计①发生装置的选择：依据反应物的状态及反应条件，分为固固加热型（高锰酸钾制氧气、氯酸钾与二氧化锰制氧气）和固液不加热型（过氧化氢制氧气）。②收集装置的选择：依据生成气体的密度分为向上排气法和向下排空气法，依据气体在水中的溶解性可选择使用排水集气法。排水法不易溶于水或者难溶于水且不与水反应向上排空气法密度比空气大向下排空气法密度比空气小“→”表示通入气体的方向。（3）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气。（4）验满方法：①用排水法收集时，集气瓶口处有较大气泡冒出，证明已满。②用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明已满。二.实验室用高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意事项（1）反应原理：高锰酸钾→锰酸钾+二氧化锰+氧气（2）装置选择：用高锰酸钾制取氧气反应物是固体，所以发生装置应选用固固加热型的。（3）操作步骤：查—装—定—点—收—移—熄a.检查装置的气密性；b.将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口处放一团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管。c.将试管固定在铁架台上；d.点燃酒精灯，均匀加热后，固定在药品的底部加热；e.用排水法收集氧气；（当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有较大气泡冒出时，证明已满。）f.收集氧气结束后，将导管撤离水槽；（如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽里的水就会被吸入热的试管内，使试管炸裂。）g.熄灭酒精灯。(4)注意事项①试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流引起试管破裂②药品平铺在试管的底部：均匀受热③铁夹夹在离管口约1/3处④导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出⑤试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管⑥排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气）⑦实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂⑧用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部三.氧气的工业制法1.分离液态空气法①原理：利用液态空气中液氮（沸点-196ºC）和液氧（沸点-183ºC）的沸点不同。②过程：空气低温加压→液态空气-196ºC蒸发→氮气和液态氧（储存在蓝色的钢瓶中）2．膜分离技术空气通过→具有富集氧气功能的薄膜得到→含氧量较高的富氧空气多级分离→含90%以上氧气的富氧空气。四.两个概念：分解反应：一种物质生成两种或两种以上其他物质的化学反应（一变多），是四大基本反应类型之一。催化剂：化学反应中，能够改变化学反应的速率而自身的质量和化学性质在反应前后均不发生变化的物质叫催化剂或触媒。（催化剂特点：一变两不变----化学反应速率改变，本身质量和化学性质不变。）知识点一：实验室制取氧气例1.实验室用过氧化氢制取氧气时，必不可少的最简单的一组仪器是（）A.试管、酒精灯、带导管的橡皮塞、集气瓶、铁架台B.试管、酒精灯、水槽、集气瓶C.集气瓶、铁架台、试管、带导管的橡皮塞D.铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片解析：解该题必须首先掌握用哪些药品和方法制取氧气，然后根据药品和仪器的性能去选答案。若用固体物质（如高锰酸钾）加热制取氧气，只能选A组；若用液体（如过氧化氢）常温制取氧气，可选C组。根据题干要求，答案为C。答案：C例2.氧气制备实验：注意事项：瓶内水位略高于长颈漏斗末端，避免_____________。广口瓶内_____________有空气，_____________气体不收集；将_____________，用手压住漏斗口,每次加入双氧水不可太多，以免氧气产生速率_____________，用_____________法收集。解析:本题考查过氧化氢分解法制备氧气的实验原理。答案：产生的氧气逸出残存反应刚开始产生的塞子塞紧太快排水例3.右图是某同学设计的实验室制取氧气的装置图。(1)写出有标号的仪器名称：①____________，②____________，③____________，④____________。(2)改正图中的错误：①____________________________________________________________。②____________________________________________________________。③____________________________________________________________。④____________________________________________________________。⑤____________________________________________________________。解析：该装置错误分析：对固体加热，应该使得试管管口向下倾斜，以防止固体中含有的水蒸汽冷凝后回流，炸裂试管；导气管管口应该紧贴橡皮塞，不应该伸入试管太长；应该用酒精灯的外焰加热，不能使用焰心加热；铁夹不应该夹在试管的中部，而应该夹在离管口处；导气管应该深入到集气瓶瓶底，不应该在集气瓶瓶口。答案：(1)①酒精灯②试管③铁架台④集气瓶(2)①应该使得试管管口略向下倾斜②导气管应拽出一部分③应该用酒精灯的外焰加热④铁夹应该夹在试管口三分之一处⑤导气管应该插入到集气瓶瓶底知识点二：工业制取氧气例4.以下哪个过程能正确地表示工业中大规模生产氧气的过程（）A.二氧化碳氧气B.空气液态空气氧气C.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气（KMnO4）（K2MnO4）（MnO2）（O2）D.过氧化氢水+氧气（H2O2）（H2O）（O2）解析：工业制备氧气常用空气液化法。C和D只适合实验室制备氧气；A二氧化碳转化成氧气是自然界中氧气的循环过程，但不适合氧气的工业生产。答案：B知识点三：催化剂例5.（2014年丰台期末）飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小，不易沉降。它与空气中的二氧化硫、氧气接触时，二氧化硫会部分转化为三氧化硫，使空气的酸度增加。飘尘所起的作用可能是（）A.氧化剂B.还原剂C.催化剂D.吸附剂解析：该题考查的是催化剂的概念。答案：C【基础演练】1．下图所示实验操作不正确的是()A．过滤B．取固体粉末C．熄灭酒精灯D．检查气密性答案：A2．用过氧化氢溶液制取氧气时，常常加入二氧化锰，下列叙述正确的是()A．放出的氧气更多 B．放出氧气更快C．放出的氧气更纯 D．反应后二氧化锰的质量变小答案：B3.实验室制取氧气，大致可分为以下几步：a加热试管；b检查装置的气密性；c向试管中装药品，用带导管的单孔塞塞紧后，固定在铁架台上；d用排水法收集氧气；e停止加热；f将导管从水槽中取出。实验操作顺序正确的是（）A.bcadef B.abcdef C.bcadfe D.abcdfe答案：C4.（2015年海淀一模）现有空气、氧气和二氧化碳三瓶气体，最简单的区别方法是（）A.测量三种气体的密度 B.将燃着的木条分别伸入三瓶气体中C.将气体分别通入澄清石灰水中 D.将气体分别通入水中答案：B5．（2014年石景山期末）下列化学反应中既不属于化合反应也不属于分解反应的是()A．磷+氧气五氧化二磷 B．氧化汞汞+氧气C．氢气+氧气水 D．乙炔+氧气二氧化碳+水答案：D6．工业上可用分离液态空气的方法制备氧气，在蒸发液态空气时，________的沸点较低，先蒸发出来，剩下的主要是__________，这个过程属于(填“物理”或“化学”)____________变化。答案:氮气；氧气；物理7．写出下列反应的文字表达式并回答问题：（1）加热紫黑色晶体制氧气____________________________________。（2）铁丝燃烧____________________________________。为了防止熔化物溅落下来使集气瓶炸裂，应当在瓶内______________________。（3）木炭燃烧________________________________________。（4）用双氧水和二氧化锰制氧气_______________________________,在该反应中二氧化锰是____________。反应后摸容器壁有__________感觉。答案:（1）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气（2）铁丝+氧气四氧化三铁；放少量细沙或水（3）木炭+氧气二氧化碳（4）双氧水水+氧气；催化剂；发热8.根据下列装置图回答问题（装置用代号表示）：（1）写出有编号的仪器名称：①为________________，②为________________。（2）实验室用氯酸钾制取氧气的发生装置可选用（填代号，下同）________________；收集氧气可选用________________________________装置。若需要收集较纯净的氧气，则当实验中观察到________________________________现象时可以开始收集气体。答案：（1）酒精灯试管（2）AC或D（3）C中导管口气泡连续、均匀冒出时。【巩固提高】9．如右图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，下列现象正确的是()A.气球胀大，红墨水左移B.气球缩小，红墨水右移C.气球胀大，红墨水右移D.气球缩小，红墨水左移答案：D10．催化剂在化学反应中所起的作用是（）A.加快化学反应速率B.使生成物质量增加C.改变化学反应速率D.减慢化学反应速率答案：C11．NO是大气污染物之一，但少量NO在人体内具有扩张血管、增强记忆的功能。NO密度比空气略大，难溶于水，通常条件下极易与氧气反应。实验室收集NO的装置是()答案：C12．下列图像中能表示用一定质量的氯酸钾和二氧化锰制氧气时，二氧化锰在固体混合物中的质量分数（a%）随时间（t）变化的曲线图是（b时间表示反应已完全）（）ABCD答案：B13．根据下图所示实验装置图回答问题：（1）仪器a的名称为（填序号）。（2）若实验室用暗紫色固体制取氧气，应选用的发生装置是（填序号），收集较纯的氧气最好选（填序号）装置，该化学反应的文字表达式为_______________；制备氧气的操作步骤是：①检查装置的气密性②装药品③固定试管，连接仪器④加热⑤用排水法收集气体⑥_____⑦。（3）若实验室选用无色液体制取氧气，写出所涉及的反应原理的文字表达式为。（4）若用E装置收集氧气时，检验是否收集满的方法是。（5）已知NO气体难溶于水，相同条件下密度略大于空气，极易与氧气反应。实验室收集NO的装置是（填序号）。答案：（1）集气瓶（2）AC高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气⑥移出导气管⑦熄灭酒精灯（或⑥移出导气管，熄灭酒精灯，⑦取出集气瓶正放在实验台上）（3）过氧化氢水+氧气（4）把带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃证明氧气已收集满（5）C14.按要求填写下列内容：实验过程或方法实验现象结论或解释导管口A处有气泡冒出______________________________。II.加热高锰酸钾制取氧气，用排水法收集。①反应的文字表达式为：________________________________②试管口略向下倾斜的原因是：________________________________III.将红热的铁丝置于充满氧气并盛有少量水的集气瓶中______________①反应的文字表达式为：________________________________；②集气瓶盛少量水的作用是：________________________________。答案：实验现象结论或解释装置气密性良好①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气②防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，有黑色的熔融物生成①铁+氧气四氧化三铁②防止熔融物溅落使集气瓶炸裂。15.某化学课外小组的同学，在实验室实验时发现一瓶标签破损的无色溶液（如下图）。这瓶溶液是什么物质？在老师的指导下，同学们首先提出假设并进行了如下的探究活动。请在空白处完成相应内容。［提出假设］________________________________________________。［实验及现象］试管中取少量黑色粉末二氧化锰，向其中滴入该无色溶液，立即产生大量气泡，并放出大量的热。②将气体导出并用排水法收集一试管气体；③检验收集到的气体的方法及现象是________________________________。［实验结论］该无色溶液是________________，二氧化锰在此实验中起___________作用，反应的文字表达式为________________________________，原假设成立。答案：［提出假设］该无色溶液可能是过氧化氢［实验及现象］将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。［实验结论］过氧化氢催化过氧化氢水+氧气1．下列物质属于纯净物的是（）A．加热KMnO4后的残余固体B．液氧C．食盐水D．清新的空气答案：B2.医院给病人输氧时用到类似下图的装置。关于该装置，下列说法中不正确的是（）abA.b导管连接供给氧气的钢瓶 abB.b导管连接病人吸入氧气的输料管 C.使用该装置用来观察是否有氧气输出 D.使用该装置用来观察氧气输出的速率 答案：A 3.用双氧水制取氧气时，忘记加二氧化锰，其结果是（）A.不放出氧气B.放出氧气速率慢C.放出氧气总量会减少D.放出氧气总量不变答案：BABCD4.下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是（）ABCD答案：D5.已知化学反应：氯酸钾eq\o(\s\up9(二氧化锰),________→,\s\do9(加热))氯化钾＋氧气，其中氯酸钾和氯化钾均为固体，则下列图中能表示固体混合物中二氧化锰的质量分数随时间变化的图像是（）二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数0 时间 0 时间 0 时间二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数二氧化锰质量分数 A B C D答案：A6.下图是实验室用高锰酸钾制氧气的装置图。指出图中的三处错误，并说明由此可能造成的后果。（1）错误：。后果：。（2）错误：。后果：。（3）错误：。后果：。答案：（1）试管中的棉花距药品加热处太近；加热时引燃棉花而引起装置爆炸；（2）试管口向上倾斜；产生的水冷凝后回流到试管底部，会使热的试管炸裂；（3）加热前导管口不应放入集气瓶内；会使收集的气体因混有空气而不纯．7.右图有多种功能，如收集气体、洗涤气体、贮存气体等。回答下列问题：（1）气体从a端进入集气瓶，该气体必须具有的性质是。（2）气体从b端进入集气瓶，该气体必须具有的性质是。（3）将此装置倒置后，气体从a端进入集气，该气体必须具有的性质是。（4）将此装置倒置后，气体从b端进入集气，该气体必须具有的性质是。（5）装置中预先盛满水，将水排出贮气，气体从端进入。（6）用水将瓶中贮有的气体排出使用，水从端进入。答案：（1）气体的密度比空气密度小(2)气体的密度比空气密度大(3)气体的密度比空气密度大(4)气体的密度比空气密度小(5)a端(6)b端8．根据下图所示实验内容回答问题。（1）仪器①的名称是。（2）装置Ⅰ用于测定空气中氧气含量，若实验操作规范，该实验得出的结论是。若实验有误差，下列做法，与误差产生无关的是（填序号）。①红磷不足量②装置气密性不好③弹簧夹没有加紧④利用热铜丝点燃红磷（3）装置Ⅱ用于高锰酸钾制氧气，反应的化学式表达式为_______________________，当气体收集满后，有下列操作①将导气管移出集气瓶口；②取出集气瓶，正放在桌面上；③盖上玻璃片；④将集气瓶和玻璃片一起取出，正放在桌上；⑤在水面下用玻璃片盖住集气瓶口；⑥把导管从水槽中拿出来；⑦熄灭酒精灯，正确的操作及顺序是（填字母）。A．①②③⑥⑦B．①②③⑦⑥C．①⑤④⑥⑦ D．①⑤④⑦⑥答案：（1）集气瓶（2）空气中氧气约占总体积的五分之一；④（3）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；C__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.催化剂在化学反应前后：①质量变多；②质量不变；③化学性质改变；④化学性质不变；⑤二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂，在上述说法中正确的是（）A.①③B.②④C.②④⑤D.②③答案：B2.(2015年朝阳一模)空气成分中，可用作电光源的气体是（）A．氮气B．氧气C．二氧化碳D．稀有气体答案：D3.（2015年西城一模）PM2.5是造成雾霾天气的“元凶”之一，下列做法不会增加空气中的PM2.5的是（）A．焚烧秸杆 B．植树造林 C．燃放鞭炮 D．工厂排放烟尘答案：B4．将某紫黑色固体粉末A加热，可产生无色气体B，同时生成一种黑色固体C和另一种固体物质D。黑色固体C通常可用于加热氯酸钾制氧气时的催化剂．另一黑色固体E在无色气体B中燃烧，产生使澄清石灰水变浑浊的气体F。绿色植物可将气体F通过光合作用吸收，并转化为无色气体B。回答：⑴写出名称：A___________C___________B_________F____________⑵加热紫黑色固体A时所发生的反应属于____________反应。(3)写出黑色固体E在无色气体B中燃烧的反应的文字表达式：__________________________________________。气体ABCD标准状况下密度/（g．L-1）1.9971.4290.7