第五讲 氧气的制取学案.docx

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第五讲氧气的制取学案

第五讲氧气的制取

适用学科

化学

适用年级

初三

适用区域

通用

本讲时长

120分钟

知识点

1.高锰酸钾制取氧气

2.过氧化氢制取氧气

3.氯酸钾制取氧气

4.催化剂

5.氧气的工业制法

6.分解反应

学习目标

1.掌握实验室制取气体的几种方法及注意事项

2.了解氧气的工业制法

3.掌握分解反应的定义并会判断某一反应是否是分解反应

学习重难点

氧气的实验室制法

学习过程

一、复习预习

1.氧气的物理性质

重点复习氧气的密度和溶解性

2.氧气的化学性质

分别复习木炭，硫、铁丝在氧气中燃烧的实验现象、文字表达式及实验过程中的注意事项

3.氧化反应、化合反应、缓慢氧化的判断

重点复习这三种反应的特点及判断方法

4.氧气的用途

_______________________________________________-．

二、知识讲解

考点1：

氧气的实验室制法----加热高锰酸钾制取氧气

（1）反应原理:

___________________________________________________________

______________________________________________________________-

（2）实验装置:

收集装置

【发生装置】：

选择依据是根据反应物的______________和________________

本实验中由于高锰酸钾是固体,反应条件是加热,所以选择固固加热型发生装置

【收集装置】:

选择依据是根据气体的_____________和_____________________

若气体的密度比空气密度___________------_________________________

若气体的密度比空气密度___________------__________________________

若气体___________或_______________且__________------______________________

由于本实验中氧气密度比空气密度大,所以可用向上排空气法收集;又因为氧气不易溶于水,所以也可以用排水法收集.

（3）实验步骤

①______（检查装置气密性）

②______（将药品装入试管，在试管口_________，塞紧单孔塞）

③_______（固定试管在铁架台上）

④_______（点燃酒精灯加热药品）

⑤_______（收集气体）

⑥________（将导管从水槽中撤离）

⑦________熄灭酒精灯）

可以谐音记忆为:

________________________________________________-

（4）实验注意事项

①药品要___________在试管底部，以便均匀受热．

②试管口应略_______倾斜，防止_____________________________________引起试管炸裂．

③在试管口____________，防止________________________________,堵塞导管．

④试管内的导管_______________________-即可，便于气体排出．

⑤铁夹夹在距试管口约_______________处．

⑥用排水法收集氧气,当___________________________再开始收集,否则收集的气体不纯．

⑦收集满氧气后，盖上玻璃片__________在实验台上（氧气密度比空气密度大）

⑧实验结束后，先________________，再_________________________，防止水槽中的水倒流入试管使试管炸裂．

（5）检验方法：

________________________________________________，证明是氧气．

（6）验满方法：

①向上排空气法：

_____________________________________________，说明已满．

②排水法：

____________________________________________________，证明已满．

考点2：

过氧化氢制取氧气

（1）实验原理

_____________________________________________________________-

（2）实验装置

【发生装置】反应物的状态为固体和液体，条件不需要加热，所以可选择固液不加热型的发生装置

AB

注意：

①装药品时，先装______后装______________________

②长颈漏斗的下端管口应在_______________，形成液封．

③长颈漏斗可用分液漏斗代替，但分液漏斗的下端在____________________．

【收集装置】可用_______________排空气法或________________--法收集

考点3：

氯酸钾制取氧气

实验原理

______________________________________________

考点4：

催化剂及催化作用

（1）催化剂：

在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不发生变化的物质．

注意：

催化剂不能增多或减少生成物的质量

（2）催化作用：

催化剂在化学反应中所起的作用．

考点5：

氧气的工业制法------________________________

【原理】利用液态空气中液态氧和液态氮的沸点不同

注：

该变化是变化

考点6：

分解反应

分解反应：

由一种物质生成两种或两种以上物质的反应

注意：

分解反应的特点是_____________________________

三、例题精析

【例题1】

【题干】下列关于实验室制取氧气的叙述中，正确的是（）

A．用高锰酸钾制取氧气的大试管管口应向上倾斜，便于气体排出

B．插入水槽中的导气管管口刚有气泡冒出时，就要立即收集气体，否则会造成不必要的浪费

C．用排水法收集氧气结束时，应先撤去酒精灯，后从水槽中拿出导管

D．收集氧气可以用向上排空气法和排水法

【答案】D

【解析】本题主要考查实验室中制取氧气的具体操作方法．用固体物质制取气体且对于需要加热的实验，试管口必须略向下倾斜，防止固体物质的湿存水因受热汽化，到试管口又冷凝成水滴倒流回试管底，引起试管炸裂．所以A错

在导管口比较均匀地放出时（表现为气泡均匀地连续放出），才开始收集气体，否则收集到的气体不纯．所以B错

用排水法收集氧气时，若先撤酒精灯，试管内温度降低，压强减小，容易引起水槽中的水倒流，若水进入试管，会引起热的试管炸裂，正确操作是先将导管从水槽中拿出，然后撤酒精灯．所以C错

由于氧气的密度比空气略大，且难溶于水，因此可用向上排空气法和排水法收集．所以D正确

【例题2】

【题干】已知固体氯酸钾在加热条件下可以分解，生成氧气．如果用二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度．已知a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（　　）

ABCD

【答案】A

【解析】因a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，

由二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度，则b反应快，时间短，

b中混有二氧化锰，则b中氯酸钾的质量少，则生成的氧气的质量少，

显然只有A符合，故选A．

【例题3】

【题干】下列有关化合反应和氧化反应的说法中正确的是（）

A.化合反应一定是氧化反应

B.有氧气参加的反应一定是化合反应

C.糖和水混合制成糖水是化合反应

D.有些化学反应既是化合反应又是氧化反应

【答案】D

【解析】由两种或两种以上的物质生成另一种物质的化学反应就是化合反应，与是否有氧气参加无关,特点是多变一．氧化反应是指物质与氧参加的反应，“氧”在我们初中阶段就理解为氧气，所以有氧气参加的反应一定是氧化反应．两者之间的关系可用下图来表示

点燃

其中A表示有的化学反应是化合反应不是氧化反应，例如二氧化碳+水碳酸；

点燃

B表示有的化学反应既是化合反应也是氧化反应，例如硫+氧气二氧化硫；

C表示表示有的化学反应是氧化反应不是化合反应，例如酒精+氧气二氧化碳+水

【例题4】

【题干】如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置．

请回答下列问题：

（1）用过氧化氢制取氧气，应选用发生装置___________BC（填字母序号），若用装置D收集氧气，验满的方法是_________________________________________________________

．若用装置F收集氧气，判断收集满氧气的现象是________________________________．

（2）欲使用装置E用排空气法收集氧气，则气体应从____（填“a”或“b”）端通入；欲使用装置E用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从_____（填“a”或“b”）端通入．

（3）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置______________________（填字母序号）．

【答案】

（1）B或C用带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃则证明已满集气瓶口处有大量气泡冒出时证明已经集满氧气

（2）ab

（3）F

【解析】

（1）过氧化氢是液体且反应不需要加热，所以应选择B或C固液不加热型装置制取氧气，故选择BC．D是向上排空气法，若利用此法收集氧气，则要根据氧气能使带火星木条复燃的性质，把其放在集气瓶口进行检验，F是排水集气法，若用此法，则要根据集气瓶口处有大量气泡冒出时证明已经集满氧气；

（2）装置E称为成能装置，若用其收集密度比空气大的气体则要长进短出，若用其收集密度比空气小的气体则要短进长出，若用排水法收集气体，由于气体的密度都比水小，所以都应该采用短进长出的方法；

（3）因为一氧化氮在空气中容易与氧气发生反应，所以不能采用排空气法收集，又因为其难溶于水，所以可以用排水法收集

四、课堂运用

【基础】

1.下列变化属于分解反应的是（　　）

A.蒸发食盐水得到食盐

B.从空气中分离出氧气

C.加热高锰酸钾制氧气

D.蜡烛燃烧生成水和二氧化碳

2.现有甲、乙两份质量相等的氯酸钾，向甲中加入适量的二氧化锰，对两份加热至不再产生气体，下列图象正确的是（　　）

ABCD

3.用高锰酸钾制取并收集氧气使用如下图的装置，请回答下列问题． 

（1）写出有标号仪器的名称：

a　　　　；b　　　　；c　　　　；d　　　　．

（2）指出图中的三处错误，并对应说明改正的方法．

　　错误：

①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　．

　　改正：

①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　．

（3）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是　　　　　　　　．

（4）待集气瓶收集满后，将它取出并放置的方法是　　　　　　　　．

4.如图所示，过氧化氢（H2O2）在二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，反应的文字表达式是___________________________________________________

，反应类型是__________，其中二氧化锰所起的作用是______________，此实验还会出现

的现象是：

气球________（填胀大或缩小），红墨水_____（填左移或右移）．

5.某学习小组在探究活动中要制取一定量的氨气．该小组查阅资料后，得知有以下两个反应可以生成氨气:

a.氮气与氢气在高温高压下，有铁触媒（催化剂）的条件下产生氨气；

b.氯化铵固体和生石灰粉末在加热条件下生成氨气．

（1）请你帮该小组同学选择制取氨气的方法：

　　　　　　　　　　．

（2）氨气极易溶于水，密度比空气小．根据以上信息和如下图所示装置完成下列空白．

　①制取氨气的发生装置是　　　　　，理由　　　　　　　　　　　　　；

　②制取氨气的收集装置是　　　　　，理由　　　　　　　　　　　　　．

A　　　　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D　　　　　E

【巩固】

1.一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大；它能跟空气里的氧气迅速反应，生成二氧化氮．现要收集一氧化氮气体，可采用的方法是（）

A.向上排空气法B.排水法

C.排水法或向上排空气法D.排水法或向下排空气法

2.现代化学对催化剂的作用机理还没有完全弄清楚．大多数情况下，人们认为催化剂与反应物一起参加了化学反应，生成了易分解的中间产物，中间产物分解时，又生成了催化剂本身．已知A、B、C三种不同的物质，将它们混合后产生的两步反应为A+C→AC；B+AC→A+BC，接照上述理论推断该反应物的催化剂是（）

A.BB.AC.BCD.C

3.高锰酸钾和氯酸钾的混合物充分加热，直到无气体放出后停止加热，则剩余固体中有几种物质（）

A．2种　　　　　B.3种　　　　　C.4种　　　　　D.5种

4.质量相等的两份氯酸钾固体，在其中一份中加入少量高锰酸钾，然后分别放在酒精灯上均匀受热，放出氧气的质量（m）随反应时间（t）变化的函数图象（如图），正确的是（a为纯净的氯酸钾，b为加入了高锰酸钾的氯酸钾）（　　）

ABCD

5.下列收集装置，可以用来收集氧气的是（　　）

A．①③B．①②③⑥C．①⑤⑥D．①②③④

6.如图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题．

（1）与出指定仪器的名称：

①________；②______________；

（2）写出一个用C装置制取氧气的文字表达式________________________________

你选择收集氧气的方法是____________，因为氧气_____________；还可以用_______

法收集，因为氧气___________________________；

（3）实验室加热高锰酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：

①．装入药品②检查气密性；③收集气体④加热；⑤停止加热⑥取出导气管．正确的操作顺序为

_______________________________________-

A．①②③④⑤⑥B．②①③④⑥⑤C．②①④③⑤⑥D．②①④③⑥⑤

（4）如果用双氧水制氧气，可用装置B做发生装置，为了能方便地添加双氧水，应增加的一种仪器是_______________．其制取氧气的文字表达式__________________________-

（5）实验室在常温下用块状的电石与水反应制取不溶于水的乙炔气体，该反应必须严格控制加水的速度，以免剧烈反应放热发生装置炸裂．你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置是__________________；如果用图中装置收集乙炔，气体应从_____（填“a”或“b”）进入．

【拔高】

1.医院给病人输氧时用到类似右图所示的装置．关于该装置，下列说法中不正确的是（）

A．b导管连接供给氧气的钢瓶

B．b导管连接病人吸氧气的塑料管

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

2.用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：

①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤．其中与之不相关的是（　　）

A．②④⑦B．③④⑤C．③⑤⑦D．①②⑥⑦

3.下列检查装置气密性实验设计不能达到实验目的是（　　）

ABCD

4.如图有多种功能，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，该气体必须具有的性质是_____________________．

（2）气体从b端进入集气，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．

5.催化剂在生产、生活和科研中有着重要作用．实验室用分解过氧化氢制氧气，常用二氧化锰作催化剂．

【提出问题】其它物质能作过氧化氢分解的催化剂吗？

【猜想】甲同学认为CuO、Fe2O3可以代替MnO2，因为按物质的简单分类，CuO、Fe2O3、MnO2都属于_____________________-

【设计实验】甲同学按下面步骤进行实验：

（1）在试管中加入5ml5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管；

（2）用精密的天平准确称量0、5gFe2O3红色粉末，并将其加入一试管中；

（3）在步骤

（2）的试管中加入5ml5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管；

（4）待步骤（3）的试管中没有气泡后，进行过滤操作将固体洗净，干燥、称量，得红色固体的质量仍为0、5g．

【现象】甲同学观察到步骤

（1）中的现象为____________________________________-

步骤（3）中带火星的木条复燃．

【反思】

乙同学认为步骤（4）后还应增加一个实验请写出该实验的步骤和现象

_____________________________________________________________________

【结论】___________________________________________________________

五、课程小结

本节课主要学习了①氧气的几种实验室制法，以及实验过程中的一些注意事项，尤其是高锰酸钾制氧气的注意事项较多，这也是中考的重点内容．还有高锰酸钾制氧气的实验步骤，氧气的检验及验满都是中考的重点．我们还总结了发生装置和收集装置的选择依据，同学们要会根据反应物的状态和反应条件选择装置②过氧化氢制氧气中，除了要掌握实验装置还要掌握催化剂的定义及特点，这类题型也会出现在实验探究题中③氧气的工业制法名称是分离液态空气法，属于物理变化，这点考的比较多④分解反应的特点是“一变多”同学们要能根据文字表达式判断某一反应是什么反应类型．

六、课后作业

【基础】

1.下列关于空气的说法中，错误的是（　　）

A．工业上利用液氧、液氮的沸点不同，从液态空气中分离出氧气，该过程属于物理变化

B．空气是一种十分重要的自然资源

C．按体积分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%

D．若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气还是能保持洁净

2.实验室用加热高锰酸钾制取氧气大致有以下步骤：

a、点燃酒精灯，加热试管；b、检查装置的气密性；c、将高锰酸钾装入试管中，塞上一小团棉花，塞好后固定在铁架台上；d、用排水法收集氧气；e、熄灭酒精灯；f、将导管从水槽中取出．正确的操作顺序是（　　）

A．b、c、a、d、e、fB．c、b、a、d、e、f

C．b、c、a、d、f、eD．c、b、a、d、f、e

3.下列关于产生氧气方法的叙述中，错误的是（　　）

A．空气中的氧气主要来自于植物的光合作用

B．工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应

C．用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气

D．实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气

4.下列关于催化剂的说法正确的是（　　）

A．不使用催化剂化学反应就不能发生

B．催化剂是加快化学反应速率的物质

C．二氧化锰是所有反应的催化剂

D．催化剂反应前后化学性质和质量都不变

5.实验室用高锰酸钾制取氧气的装置中，有关几个“口”的位置错误的是（　　）

A．用排空气法收集时，导管口应插入瓶口

B．用向上排空气法收集时，集气瓶口应向上

C．试管内的导管口应稍露出胶塞即可

D．装药品的试管口应略向下倾斜

6.氧气是我们身边常见的物质，以下有关氧气的叙述正确的是（　　）

A．物质与氧气发生的反应都是氧化反应

B．鱼、虾等能在水中生存．是由于氧气易溶于水

C．木炭能在氧气中燃烧,所以氧气具有可燃性

D．物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应

7.被称为“绿色氧化剂”的过氧化氢（H2O2）俗称双氧水，是一种无色液体，常用做氧化剂、消毒剂和漂白剂．过氧化氢溶液在二氧化锰做催化剂的条件下能迅速分解，生成氧气．

回答下列问题：

（1）写出编号所指仪器的名称：

①_________；②____________．

（2）选用B装置制取氧气，长颈漏斗中应加入的物质是__________（填名称，下同）；锥形瓶中应放入的物质是______________．

（3）写出利用该方法制取氧气的反应的符号表达式：

______________________________

；在该反应中二氧化锰所起的作用是_________．验满的方法是_______________

_______________________________________-

（4）某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用C装置收集氧气，过了一段时间后，将带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底，都未见木条复燃．其原因可能是_____________

__________________________________________________________________________-

（5）有一名同学欲用图F装置收集O2，则O2应从导管口__________通入．

（6）通过查阅资料得知：

①氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水；②氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体．小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是______

（填字母编号，下同），收集装置是______（填字母编号）

【巩固】

1.某同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集氧气，发现水槽内液体呈紫红色，请分析其中主要原因是（　　）

A．没有预热

B．试管口忘了放一团棉花

C．导管太粗

D．装置的气密性不

2.小明同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（   ）

A.反应速率不变                     B.生成氧气的质量不变   

C.反应速率加快，生成氧气的质量不变 D.反应速率加快，生成氧气的质量增加

3.加热高锰酸钾制取氧气，当气体刚刚产生时，试管内剩余固体的种类为（　　）

A．2种B．3种C．4种D．5种

4.如图，将过氧化氢溶液滴入瓶中可观察到的现象是（　　）

A．气球胀大，红墨水左移B．气球缩小，红墨水右移

C．气球缩小，红墨水左移D．气球胀大，红墨水右移

5.某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体并验证气体的性质的实验，请回答：