化学人教版初中三年级上册 制取氧气.docx
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化学人教版初中三年级上册制取氧气
制取氧气
二、考点清单
1、了解氧气的工业制法
2、知道实验室中制取氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取新物质的方法；
3、认识分解反应、催化剂及催化作用。
三、全面突破
知识点1：
氧气的工业制法：
一）自然界氧气的获得：
主要是来源于绿色植物的光合作用
二氧化碳+水葡萄糖+氧气
二）工业制法（分离液态空气法）
（1）具体过程
（2）注意：
该过程是物理变化还是化学变化？
【典型例题】
例1：
工业上利用分离液态空气法制氧气的依据是
A、氧气与氮气的化学性质不同B、氧气和氮气在水中的溶解性不同
C、氧气与氮气的密度不同D、氧气与氮气的沸点不同
解析：
空气是一种无色、无味的气体，它是由多种成分混合而成的，其中氧气和氮气的含量较高。
工业上需用大量氧气时，就利用分离液态空气的方法得到氧气。
氮气和氧气是两种不同的物质，二者的物理性质和化学性质均不相同，在工业制氧气时，主要利用两者的沸点不同，采用加压、降温的方法使空气液化，然后再蒸发氮气得到大量氧气。
答案：
D
例2：
将一根燃着的木条置于盛有液态空气的敞口容器上方时，观察到的现象是
A、熄灭B、燃烧得更旺C、无明显变化D、先燃烧更旺后熄灭
解析：
液氮的沸点低于液氧的沸点，液态空气敞口放置时液态氮气会先转化为气体逸散出来，而氮气具有不燃烧，也不支持燃烧的性质，此时容器上方燃着的木条会熄灭。
答案：
A
知识点2：
氧气的实验室制法
实验室制取氧气的反应原理：
1、药品：
实验室里常使用
（1）过氧化氢溶液、
（2）氯酸钾、（3）高锰酸钾等含氧物质制取氧气。
药品 过氧化氢 二氧化锰 氯酸钾 高锰酸钾 化学式 H2O2 MnO2 KClO3 KMnO4 色、态 无色、液 黑、粉末 白、固 紫黑、固 溶水性 溶（无色溶液） 不溶 溶（无色溶液） 溶（紫色溶液）
过氧化氢分解只产生氧气、水
俗称双氧水，无色液体。
家庭和医院用的消毒水就是其3％的溶液，它也是一种常用的消毒剂，药房均有售，每100mL大约1.80元。
小军同学上体育课时不小心磕破了腿，医生给他清洗伤口时，他发现伤口处出现了气泡。
带火星的木条没有复燃。
2、催化剂（触媒）：
在化学反应中,能改变其它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没有改变的物质,叫催化剂。
催化剂所起的作用叫催化作用。
"一变、二不变"改变：
速率（不是产量）；
改变--加快或减慢。
不变：
化学性质和质量。
3、反应原理：
（1）过氧化氢水+氧气
H2O2H2O+O2
（2）氯酸钾氯化钾＋氧气
KClO3KCl＋O2
（3）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2
如何选择实验室制气装置？
4、装置选择：
*发生装置的选择：
根据反应物的状态和所需条件
过氧化氢高锰酸钾（氯酸钾）反应物状态液态+固态固态反应条件不需要加热需要加热
以上装置适用于：
固+液或液+液，不需加热。
以上装置适用于给固体加热进行反应
*收集装置的选择：
根据气体的密度和溶解性
密度：
氧气>空气氧气不易溶于水，也不与水发生反应。
且不与空气中的成分反应
向上排空气法收集排水取气法收集
（1）高锰酸钾制取氧气
注意事项：
①试管口要略微向下倾斜：
防止水倒流，使试管底部破裂。
②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：
有利于产生的气体排出。
③试管口塞一团棉花：
防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。
④排气法收集气体时，导气管要伸入到接近集气瓶底部：
有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。
排水法收集时，等瓶子里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。
小心地把瓶子移出水槽，正放在桌子上。
⑤实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：
防止水槽中的水倒流，炸裂试管。
实验步骤：
①仪器组装：
先下后上，从左到右的顺序。
②气密性检查：
将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。
松开手后，导管口出现一段水柱。
③装入药品：
按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。
试管口要放一小团棉花
④加热药品：
先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑤收集气体：
若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集
⑥检验及验满：
用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。
⑦撤出导气管后再熄灭酒精灯
⑧整理仪器
可简单归纳为：
"茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）"
（2）双氧水（过氧化氢）制取氧气
注意事项：
①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；
②导管只需略微伸入试管塞
③气密性检查：
用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。
④装药品时，先装固体后装液体
⑤该装置的优点：
可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。
【典型例题】
例1：
一氧化氮（NO）在常温下是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，能跟空气中的氧气迅速发生化学反应生成红棕色的二氧化氮（NO2）气体。
实验室要收集一瓶一氧化氮气体，应采用的方法是（）
A、用排水法B、用向上排空气法
C、用排水法或向上排空气法D、用向下排空气法
解析：
实验中对气体收集方法的选用，是由该气体的性质决定的。
该题给出了一氧化氮气体性质中的某些信息，考查了学生对收集一般气体方法的确定，从而增强了实验能力。
解题要基于初中化学收集气体方法与气体性质相对应的原则，再联系题中的信息去扩展。
收集气体的基本方法：
排水法：
收集的气体应有的性质：
该气体难溶于水，也不与水发生反应。
排空气法：
①向上排空气法：
该气体的密度比空气大且不与空气中的成分反应
②向下排空气法：
该气体的密度比空气小并无毒（若有毒，应采取适当的方法对外泄气体进行处理）。
由此可知，NO应用排水法收集。
答案：
A
例2：
将一种黑色固体A和一种无色液体B混合，生成无色无味气体C，加热暗紫色固体E同时得到A和C；无色气体C能使带火星木条复燃。
将银白色固体D放入盛有C的集气瓶中燃烧，火星四射，生成黑色固体F，并放出热量。
试判断A~F各为何种物质？
写出化学式或名称：
A_______________ B_________________C__________________
D________________ E_________________F__________________
解析：
这是一道推断题，解推断题的关键就是找准突破口。
突破口可以是反应条件、特殊的颜色、特殊的反应现象、特殊的结构、用途等。
此题中根据"无色气体C能使带火星木条复燃。
"可确定C为氧气，在氧气中燃烧产生"火星四射"现象的物质是铁丝，生成的黑色固体是四氧化三铁。
根据制氧气的方法可知：
能得到氧气的暗紫色固体E是高锰酸钾，能制得氧气的另一种方法是过氧化氢无色溶液和黑色的二氧化锰粉末。
答案：
A：
二氧化锰MnO2B：
过氧化氢H2O2C：
氧气O2
D：
铁丝FeE：
高锰酸钾KMnO4F：
四氧化三铁Fe3O4
例3：
下图是收集某气体的装置。
由实验装置推测该气体的有关性质正确的是（）
ABCD密度比空气大大小小水中的溶解性难溶易溶易溶难溶 解析：
在没有收集气体前，集气瓶内充满空气，瓶内空气和多余的气体将会通过长导管排出。
如果该气体的密度比空气大，将会沉降在瓶底，通过长导管排出而无法收集到；多余的气体用水来吸收处理，且与水面接触面积很大，说明该气体极易溶于水，如果用导气管伸入水中，由于气体极易溶于水使瓶内压强减小而形成倒吸现象。
答案：
C
例4.过氧化氢（化学式H2O2）溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气，分液漏斗可以通过调节塞来控制液体的滴加速度。
回答下列制取氧气的问题：
（1）分液漏斗中应放入的物质是，锥形瓶中应放入的物质是。
（2）写出该方法制取氧气反应的文字表达式为；要收集一瓶纯净的氧气，最好选择装置（填字母）。
（3）某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用B装置收集氧气，过一段时间后，用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。
（4）若实验时用此法代替高锰酸钾加热制取氧气，则优点是（填编号）。
①生成物只有氧气②不需加热③需加热
（5）锥形瓶中的反应很剧烈，请提出实验安全注意事项（填编号）。
①控制液体的滴加速度
②用体积较小的锥形瓶
③加热锥形瓶
解析：
本题主要考查实验室制取氧气的反应原理，实验装置、收集方法及反应速率等知识。
（1）由于液体具有流动性，所以应放在分液漏斗中；
（2）集气瓶中先装满水后排尽了瓶中的空气，故用排水法收集的氧气较纯净；
（3）此反应一定有氧气生成，不能收集到是由于中途气体泄漏了；
（4）该反应不需消耗能源，反应条件要求非常低，只要接触，常温下就能反应；
（5）化学反应速率与反应物的量的多少有关系，一般反应物的量越多，反应越剧烈。
答案：
（1）双氧水溶液二氧化锰
（2）过氧化氢水+氧气D
（3）装置漏气
（4）②（5）①
例5：
质量相等的两份药品a和b，a是混有少量二氧化锰的氯酸钾，b是纯净的氯酸钾，将药品分别加热，则收集到氧气的质量随反应时间变化的图象如下，其中正确的是
解析：
考虑反应速度；考虑产生氧气的质量只受氯酸钾影响，二氧化锰作为催化剂只影响反应速率。
答案：
D
例6：
甲同学在用双氧水制取氧气时，误把Fe2O3粉末当成MnO2放入双氧水中，发现也有大量气泡产生。
他意识到这个错误后，联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂，那么Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢？
请你一起参与探究，并填写下列空白。
【猜想】Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂。
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验：
实验一：
取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生，伸入带火星的木条，没有复燃。
说明H2O2溶液常温下缓慢分解。
实验二：
在实验一的试管中加入WgFe2O3粉末，有大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃。
说明_____________________________________。
实验三：
待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为Wg。
说明____________________________________________。
【实验结论】甲同学认为，Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。
写出该反应的文字表达式____________________________________________。
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需要再补充一个探究实验。
该实验是__________________________________。
【拓展】下表是丙同学探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据,通过对数据的分析,你能得出的结论是_______________________________________________，
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间:
浓度
时间（min）
催化剂30％H2O2溶液15％H2O2溶液5％H2O2溶液加入WgMnO20.20.82.0加入WgFe2O37.09.016.0 解析：
根据催化剂的特征"一变二不变"，具有能改变反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都不改变的物质才能作催化剂。
答案：
实验二:
Fe2O3能加快H2O2的分解速率
实验三：
反应前后Fe2O3的质量保持不变
【实验结论】过氧化氢水+氧气（催化剂写成MnO2不得分）
【反思评价】反应前后Fe2O3的化学性质是否改变（或反应前后Fe2O3是否转化为其它物质）
【拓展】相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好（或其它条件相同的情况下,H2O2浓度越大,产生氧气的速率越快）.
【分析】
（1）过氧化氢水+氧气
H2O2H2O+O2
（2）氯酸钾氯化钾＋氧气
KClO3KCl＋O2
（3）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2
知识点3：
分解反应
分解反应：
由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫分解反应。
概括为"一变多"。
AB=A+B
【典型例题】
例1：
下列反应中，其中一种反应类型与另外三种不同的是
A、硫+氧气点燃二氧化硫
B、镁+氧气点燃氧化镁
C、水通电氢气+氧气
D、氧化钠+水==氢氧化钠
解析：
本题主要考查对分解反应和化合反应概念的理解，本题中A、B、D都是两种物质反应生成一种物质，都属于化合反应。
C是一种物质生成两种物质，属于分解反应。
答案：
C
例2：
下列变化属于分解反应的是（）
A、从空气中分离出氧气和氮气
B、加热高锰酸钾制取氧气
C、红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷
D、蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水
解析：
分解反应是一种物质生成两种或两种以上物质的化学反应。
由此不难判断B是分解反应。
答案：
B
四、应考锦囊
考点1：
氧气的工业制法，常见题型为选择题。
考点2：
全面认识氧气的实验室制法，常见题型为选择题、实验探究题。
考点3：
理解催化剂的概念。
"一变二不变"。
常见题型为选择题或实验探究题。
考点4：
会判断基本反应中的化合反应、分解反应，常见题型为选择题。
五、本讲小结
1、主要学习了氧气的工业制法（物理变化）
2、实验室制法（记住药品、原理、反应装置的选择、收集装置的选择）
反应装置：
（1）若固体（或固体+固体）加热生成气体，选用高锰酸钾制氧气装置；
（2）若固体+液体常温下制取气体，选用双氧水制取氧气装置。
收集装置：
收集装置选择条件难溶或不易溶于水
不与水发生反应。
比空气的密度大
不与空气发生反应
的气体。
比空气的密度小
不与空气发生反应
的气体。
3、催化剂的概念
4、基本反应类型：
（1）化合反应：
由两种或两种以上的物质生成一种新物质的反应。
特点"多变一"
（2）分解反应：
由一种物质生成两种或两种以上的其它物质的化学反应。
特点"一变多"
（3）置换反应：
（以后学）（4）复分解反应：
（以后学）
六、超前思维（认识水）
1、水是（填"纯净物"或"混合物"），自然界中的水是（填"纯净物"或"混合物"）。
2、电解水的实验中，电源正极产生的气体是，电源负极产生的气体是。
两者的体积比为。
由此实验得到的结论是。
3、水的污染：
（1）水资源
A.地球表面71%被水覆盖，但供人类利用的淡水小于
B.我国水资源的状况分布，人均。
（2）水污染物：
工业"三废"（废渣、废液、废气）；；。
4、水的净化
（1）水的净化效果由低到高是：
静置、吸附、过滤、蒸馏（均为方法），其中净化效果最好的操作是；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是。
（2）硬水与软水
A.定义硬水是含有可溶性钙、镁化合物的水；
软水是可溶性钙、镁化合物的水。
B.鉴别方法：
C.硬水软化的方法：
D.长期使用硬水的坏处：
浪费肥皂，洗不干净衣服；锅炉内容易结水垢，不仅浪费燃料，还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
5、氢气：
（1）物理性质：
（2）化学性质：
可燃性
现象：
6、单质：
化合物：
【模拟试题】（答题时间：
45分钟）
一、选择题：
1、与二氧化锰颜色相同的物质是
A.氧化镁B.四氧化三铁C.高锰酸钾D.红磷
2、下列物质里含有氧气的是
A.二氧化锰B.氯酸钾C.空气D.氧化镁
3、用双氧水制取氧气时，若忘记加二氧化锰，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.放出的氧气不纯
4、工业制氧气，利用分离液态空气的方法，此方法利用了
A.分解反应B.化合反应
C.氧化反应D.液态氧和液态氮的沸点不同
5、下列变化中，既不属于化合反应，也不属于分解反应的是（）
A.硫在空气中燃烧B.石蜡在空气中燃烧
C.过氧化氢分解生成水和氧气D.铁丝在空气中燃烧
6、在化学反应中，催化剂
A.质量减小B.在反应后化学性质发生了变化
C.质量增加D.能改变其它物质的化学反应速率
7、检验集气瓶里的氧气是否收集满，应将带火星的木条（）
A.插入集气瓶中B.插入集气瓶底C.放在集气瓶口D.都可以
8、下列有关氧气的说法错误的是
A.用带火星的木条可以检验氧气
B.用加热高锰酸钾的方法可以制取氧气
C.鱼类能在水中生存，证明氧气易溶于水
D.铁丝能在氧气中燃烧，火星四射，产生黑色固体
9、将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体，放入试管中加热，完全反应后，试管中剩余物共有
A.2种B.3种C.4种D.5种
10、实验室用高锰酸钾制取氧气分为下列几个步骤：
①点燃酒精灯，加热试管；②检验装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，试管口塞入一团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上；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。
正确的操作顺序是
A、②①③④⑤⑥B、③②①④⑥⑤C、②③①④⑤⑥D、②③①④⑥⑤
11、用如图所示的装置制取气体，需满足的条件是
①反应物是固体②反应需要加热③制取的气体不易溶于水④制取的气体密度比空气大⑤制取的气体能与空气中的氧气反应。
A.①②③④⑤B.②④⑤C.①②D.①②③
12、在用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时，某实验小组的四位同学，将反应过程中二氧化锰在混合物里的质量分数（n％）随时间的变化，绘制成了下列图像，你认为其中符合实际的是
13、某无毒气体的密度约是空气的5/9，且极难溶于水，那么收集该气体所有的方法是
①向上排空气法；②向下排空气法；③排水法。
A.①或②B.①或③C.②或③D.①②③均可
14、区分下列各组物质的方法不正确的是
A.水和双氧水--加二氧化锰B.二氧化碳和氮气--将燃着的木条伸入瓶中
C.高锰酸钾和二氧化锰--看颜色D.石灰水和水--通二氧化碳
15、比较、推理是化学学习常用的方法，以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素，其中说法不合理的是
序号化学反应事实影响化学反应的因素A铁丝在空气中很难燃烧，而在氧气中能剧烈燃烧反应物浓度B碳在常温下不与氧气发生反应，而在点燃时能与氧气反应反应温度C双氧水在常温下较难分解，而在加入二氧化锰后迅速分解催化剂D铜片在空气中很难燃烧，铜粉在空气中较易燃烧反应物的种类 ﹡16、为寻找常温下能加速过氧化氢分解的物质，并通过实验比较它们的效果，设计了下图所示的实验，在四组对比实验中，效果较差的是
第一组第二组第三组第四组 A.第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化
B.第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C.第三组分两次实验，看木条是否能复燃
D.第四组分两次实验，比较收集一定体积的气体所需要的时间
二、填空题：
1、据报道：
为促进本市用煤质量的提高，改善首都大气环境质量，2007年9月北京市质量技术监督局在全市范围内对今冬采暖预储的低硫散煤质量进行了抽查。
此次抽查中，不合格煤炭的质量问题是灰分、全硫和发热量超标，占总数的43.7%。
据此回答下列问题：
（1）燃烧含硫的煤会向空气中排放的污染物是______________，该物质是形成________的主要物质；
（2）写出硫在空气中燃烧的文字表达式_____________________，该反应属于基本反应类型中的_____________反应。
2、写出下列反应的符号表达式：
①木炭在氧气中燃烧：
__________________；
②点燃镁条作信号弹：
___；
③铁丝在氧气中燃烧：
______________；
④燃烧红磷制造烟幕：
_____________________；
⑤过氧化氢溶液制氧气；
⑥高锰酸钾制氧气
⑦氯酸钾和二氧化锰混合制氧气
3、如图所示装置有许多用途：
⑴用于排空气法收集氧气，氧气应从_____端通入。
⑵用于排水法收集氧气,瓶中先装满水,氧气从_____端通入。
⑶瓶中储存氧气,用水将氧气排出时,水从____端通入。
⑷在医院给病人输氧时,瓶中放约半瓶蒸馏水,这时氧气从_____端通入。
三、实验题：
1、据图回答下列问题
（1）写出装置图中标有a、b符号的仪器名称：
a，b。
（2）实验室用双氧水制取氧气时，可选用的发生装置是；用氯酸钾制取氧气时可选用的发生装置是；可选用或装置收集氧气（写装置代号）。
原因是氧气且
（3）固体过氧化钠与水反应的化学方程式如下：
2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。
若通过此反应制取氧气，可选用装置作气体发生装置（写装置代号）。
（4）甲烷（CH4）是一种无色、无味的气体，密度比空气小且极难溶于水，是天然气的主要成分。
实验室制取甲烷气体常用无水醋酸钠（固体）和碱石灰（固体）加热制得。
则实验室制取甲烷可选用的发生装置是________,选用的收集装置是_________、_________。
﹡﹡2、实验室开放日，化学兴趣小组的同学自拟研究主题，对过氧化氢分解反应及催化剂做研究：
（1）小红的实验方案为：
她要探究的问题是，通过实验，她得出结论的依据是。
（2）小明的实验报告如图所示
小明通过分析数据，得出的结论是
（3）小刚的探究过程如下：
①［问题］MgO能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
②［猜想］MgO能作过氧化氢分解的催化剂。
③［实验验证］
实验步骤实验现象实验结论
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