第07讲制取氧气（学生版）-2022年新九年级化学暑假课（人教版）

第07第07讲制取氧气知识导航知识导航课前引入高海拔攀登高海拔攀登时，空气稀薄带来的缺氧，会造成人体各项技能的全面下降，危害到攀登者；人们在潜水时，无法像鱼儿一样在水中自由呼吸。在这种场景下，经常需要用到辅助氧气瓶。你知道氧气是如何制备的吗？知识预习知识预习一、氧气的实验室制法在实验室里，常采用加热___________、分解___________或加热___________的方法制取氧气。二、加热高锰酸钾制氧气实验把少量高锰酸钾装入试管中，并在试管口放一团棉花，用带有导管的塞子塞紧试管。把少量高锰酸钾装入试管中，并在试管口放一团棉花，用带有导管的塞子塞紧试管。（1）加热试管，用排水法收集一瓶氧气。（2）把带有火星的木条伸入集气瓶中，观察有什么现象发生。实验操作实验现象（1）（2）思考与交流：为什么要在试管口放一团棉花？【实验结论】高锰酸钾是一种暗紫色的固体，它受热时，分解出氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成：_____________________________________________________________三、分解过氧化氢制氧气过氧化氢溶液在常温下可以分解放出氧气，但是，在利用过氧化氢溶液分解制取氧气时，通常还要放入少量二氧化锰，这是为什么呢?实验探究——分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用1.1.实验操作（1）在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。（2）向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。观察现象(如图215)。（3）待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。2.分析与讨论(1)在实验(1)和(2)中木条是否复燃?发生这种现象的原因可能是什么?(2)在实验(3)的重复实验中，反应后二氧化锰有无变化?(3)综合分析实验(1)~(3)中所观察到的现象，你认为二氧化锰在过氧化氢分解的反应中起了什么作用?实验操作实验现象现象分析（1）（2）（3）结论四、催化剂在实验(3)中，实验重复多次，每次只消耗了过氧化氢，二氧化锰好像永远用不完。如果在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，你会发现它的质量_____________________。把它再加到过氧化氢溶液中，还可以加速过氧化氢分解。这种在化学反应里能__________________________，而本身的____________和____________在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。硫酸铜溶液等对过氧化氢的分解也具有催化作用。催化剂在化工生产中具有重要而广泛的应用，生产化肥、农药、多种化工原料等都要使用催化剂。资料卡片——催化剂的作用催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等；在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等；在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。五、加热氯酸钾制氧气在实验室里还可以通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气，除生成氧气外，同时还有一种叫氯化钾的物质生成。二氧化锰在这一反应中也是催化剂。这个反应可表示如下：_______________________________________六、分解反应思考与交流：分析上述三个制取氧气的反应，它们有什么共同特征?与化合反应有什么不同?由_______反应物生成_______________其他物质的反应，叫做分解反应。在化学学习过程中，常常要用到分类的方法。例如，物质可以分为纯净物和混合物；化学反应可以分为化合反应和分解反应等。利用分类的方法学习化学，可以起到事半功倍的效果，今后我们还将分类学习更多的化学知识。对点训练对点训练题型一：加热高锰酸钾制氧气【例1】实验室制取氧气，有下述①~⑥个操作步骤，正确的操作顺序是①点燃酒精灯，加热试管②检查装置的气密性③将高锰酸钾加入试管，管口塞一团棉花，塞上带有导管的塞子，固定在铁架台上④用排水法收集氧气⑤熄灭酒精灯⑥将导管从水槽中取出A．②③①④⑥⑤ B．②③①④⑤⑥C．③②①④⑥⑤ D．③④①②⑤⑥【变11】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是A．大试管、铁架台 B．烧杯、玻璃棒 C．集气瓶、酒精灯 D．导管、单孔塞【变12】规范操作是科学实验成功的关键。下列用高锰酸钾制取并检验氧气的实验操作中，不合理的是A． B．C． D．题型二：分解过氧化氢制氧气【例2】实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，一般有以下几个步骤：①向长颈漏斗中倒入过氧化氢溶液②向容器中加入少量二氧化锰③检查装置的气密性④收集气体正确的操作顺序是()A．①②③④ B．②①④③ C．③②④① D．③②①④【变21】过氧化氢溶液俗称双氧水。向一定浓度的过氧化氢溶液中加一些二氧化锰，立即产生氧气，下列说法正确的是（）A．二氧化锰促进过氧化氢分解出氧气和水B．过氧化氢使二氧化锰分解产生氧气C．过氧化氢中含有水和氧气D．反应物有过氧化氢和二氧化锰两种物质【变22】氧气是生命活动的必需气体。下列关于氧气的性质、制备说法不正确的是（）A．双氧水制取氧气时，先加固体二氧化锰，再加液体双氧水B．可用向上排空气法或排水法收集氧气C．排水法收集氧气，待导管口出现连续而均匀气泡时，再将导管伸入瓶口收集气体D．利用上图装置可比较MnO2和CuO对H2O2分解的影响【变23】为探究过氧化氢分解反应快慢的影响因素，某学习小组设计了下列实验，下列说法不正确的是实验①实验②实验③A．对比实验①和②，可研究常温下，MnO2对反应快慢的影响B．对比实验①和③，可研究常温和50℃对反应快慢的影响是否相同C．对比实验②和③，可研究MnO2和50℃的温度对反应快慢的影响是否相同D．综合实验①、②和③可知，5%过氧化氢溶液最适合用于实验室制取氧气题型三：催化剂【例3】下列关于催化剂的说法正确的是A．催化剂都是加快反应速率的B．加入催化剂可以增加生成物的质量C．催化剂在化学反应中性质和质量不改变D．二氧化锰不是过氧化氢分解的唯一催化剂【变31】下列有关催化剂的说法正确的是（）A．在化学反应中能加快其他物质的反应速率，而本身的质量和性质在化学反应前后都没有改变的物质称为催化剂B．二氧化锰是一切化学反应的催化剂C．催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量D．要使过氧化氢溶液分解出氧气必须加入二氧化锰，否则就不能发生分解反应【变32】下列关于催化剂的说法正确的是()A．催化剂改变其他物质的化学反应速率 B．使用催化剂能提高生成物的产量C．催化剂的性质在化学反应前后都不发生改变 D．二氧化锰是催化剂题型四：加热氯酸钾制氧气【例4】实验室用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气，充分反应后，为回收催化剂，将试管里剩下的物质进行处理，实验步骤正确的是①溶解②结晶③过滤④蒸发⑤洗涤⑥干燥A．①③⑤⑥ B．①③②⑤ C．①③④⑤ D．①③④②【变4】小华采用加热氯酸钾的方法制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加等量氯酸钾相比，正确的是A．反应速率不变，生成氧气的质量不变B．反应速率加快，生成氧气的质量不变C．反应速率加快，生成氧气的质量增加D．反应速率不变，生成氧气的质量增加题型五：图像信息题【例5】已知氧化铜也可以催化过氧化氢的分解，现向一定量的过氧化氢的水溶液中加入适量的氧化铜粉末，充分反应（忽略水的挥发）。下列图象不正确的是（）A． B． C． D．【变51】某同学用少量的二氧化锰和30ml5%双氧水制备氧气，下列图像错误的是：A． B．C． D．【变52】下列图象能正确反映其对应操作中各量变化关系的是A．加热一定量高锰酸钾固体B．密闭容器中燃烧一定量的红磷C．加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物D．在少量二氧化锰中加入一定量双氧水题型六：分解反应【例6】下列反应中，属于分解反应的是（）A．钠+水→氢氧化钠+氢气 B．铝+氧气→氧化铝C．硫酸铜+氢氧化钠→硫酸钠+氢氧化铜 D．碳酸→水+二氧化碳【变61】下列反应既不属于分解反应也不属于化合反应的是A．B．C．D．【变62】下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的A．B．C．D．题型七：实验室制氧气综合训练【例7】如图是有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略，参加反应的氧气为足量）请回答下列问题：（1）反应①中二氧化锰起______作用；（2）反应②的文字表达式是______；（3）反应③完全分解后试管内的剩余固体是______；（4）证明有④生成的实验操作是______；（5）写出生成⑤的实验现象______；（6）上述6个反应属于化合反应的有______（填序号，下同），属于分解反应的有______。【例8】图1是同学们构建的关于氧气的知识网络，图2表示自然界中氧气和二氧化碳的转化，请你结合图示回答：(1)写出实验室制取氧气的一个文字表达式：_______；(2)木炭在氧气中燃烧的现象是_______；(3)图1中(Ⅰ)、(Ⅱ)两类有氧气参加的化学反应的相同点是_______；_______；(写出两条)(4)氧气在自然界中存在非常广泛，并不断循环转化，由图2可知自然界中氧气产生主要途径有____，氧气消耗主要途径有_______。【例9】实验室制取气体时需要的部分仪器和装置如下图所示，请回答下列问题。（1）写出图甲中B、G两种仪器的名称：B______；G______。（2）加热氯酸钾和二氧化锰可生成氯化钾和氧气，可用于实验室制氧气，若要用这一方法制取一瓶较为纯净的氧气，应从图甲中选用的仪器装置是______。（填字母编号）（3）实验室中可用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，反应的文字表式为______。其中二氧化锰的作用是______。（4）图乙是用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的发生装置，从控制反应速率和节约药品的角度考虑，发生装置最好选用______（填装置序号），连接好仪器，装入药品前应先______。（5）确定实验室制取气体的反应原理时，需要考虑的因素是______（选填字母序号）。A．药品容易获得，能生成所要制取的气体B．反应条件易于控制，反应速率适中C．操作简便易行，安全可靠，节能环保D．所要制取气体的颜色和气味练习应用练习应用1．填写下表，比较三个反应的异同。反应文字表达式反应物生成物高锰酸钾制氧气_____________________过氧化氢溶液制氧气_____________________木炭在氧气中燃烧_____________________2．下列反应属于分解反应的是A．硫+氧气二氧化硫B．石蜡+氧气二氧化碳+水C．高锰酸钾锰酸钾十二氧化锰+氧气D．铁+氧气四氧化三铁3．下列说法不正确的是A．在过氧化氢溶液的分解反应中，二氧化锰起催化作用B．氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生反应C．细铁丝在氧气里燃烧时，火星四射，生成黑色固体D．用排水法可以收集不易溶于水的气体4．实验室用高锰酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是A．烧杯、玻璃棒 B．大试管、集气瓶 C．酒精灯、铁架台 D．导管、单孔塞提分作业提分作业【练1】关于实验室用高锰酸钾制氧气并用排水法收集的实验操作先后顺序中不正确的A．先检查制氧装置的气密性，再装药品B．先给试管均匀加热，再对着药品加热C．先熄灭酒精灯，再将导管从水槽中取出D．等导管口排出的气泡均匀后，再将导管伸入盛水的集气瓶中【练2】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验步骤有：①在试管中加入药品并固定好装置；②把导管移出水面；③点燃酒精灯加热；④熄灭酒精灯；⑤检查装置的气密性；⑥收集，正确的顺序是A．⑥①③⑤②④ B．①⑤③⑥④②C．①⑤③⑥②④ D．⑤①③⑥②④【练3】实验室置取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是（）A．锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗里盛放双氧水B．锥形瓶里加入石灰石，分液漏斗里盛放稀盐酸C．集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上D．当发生装置中的液体与固体一接触产生了气泡即可收集氧气【练4】用双氧水制氧气时，加入二氧化锰，其结果是（）A．反应速率加快，生成氧气的量不变B．二氧化锰质量和性质在反应前后都改变C．减少双氧水的用量D．速率加快，生成氧气的量变大【练5】下列图示中的错误实验操作与选项中对应的可能产生的后果不一致的是A．KC1O3会进入导气管B．有发生火灾的危险C．药品被污染D．无法检验装置气密性A．