1、第二单元第二单元 我们周围的空气我们周围的空气 课题课题 3 制取氧气制取氧气 一、氧气的实验室制法一、氧气的实验室制法 1加热高锰酸钾或氯酸钾法加热高锰酸钾或氯酸钾法 (1)反应原理： 。 (2)实验装置：(若药品为氯酸钾，则试管口不用放棉花) (3)收集方法：由于氧气不易溶于水，制取较纯净的氧气，可采用 收集。又因氧气的密 度比空气的密度大，故制取较干燥的氧气，可用 收集。 (4)操作步骤：查组装仪器，检查装置的气密性；装向试管中装入药品；定将试管固 定在铁架台上；点点燃酒精灯，进行加热；收收集氧气；离将导气管撤离水槽； 熄熄灭酒精灯，冷却后拆除装置。 妙 语巧记妙 语巧记 ：以上制氧的实
2、验步骤可概括为 “查 ”“装 ”“定 ”“点 ”“收 ”“离 ”“熄 ”，谐音记忆为 “茶”“庄”“定”“点”“收”“利”“息”。 (5)检验方法：将 伸入集气瓶中，若木条立即 ，证明是氧气。 (6)验满方法： 用向上排空气法收集氧气时：把一根带火星的木条放在 ，如果木条复燃，证明氧气已 集满了。 用排水法收集氧气时：如果集气瓶口有大量 逸出，证明瓶中没有水了，即氧气已集满。 2分解过氧化氢法分解过氧化氢法 (1)反应原理： 。 (2)实验装置： (3)实验步骤：“组、查、装、塞、滴、收”。组组装仪器；查检查装置的气密性；装向反应 容器中装入固体药品(二氧化锰)；塞塞紧双孔胶塞；滴向反应容器中
3、滴加过氧化氢溶液；(因过 氧化氢和二氧化锰反应较剧烈，常将长颈漏斗换为分液漏斗，并注意滴加过氧化氢溶液的速率)；收 收集气体。 二、催化剂及催化作用二、催化剂及催化作用 在化学反应中能改变其他物质的 ，而本身的 和 在化学反应 前后没有改变的物质叫催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫 。 三、分解反应三、分解反应 1分解反应：由 物质生成 或 以上其他物质的反应。 2特点： 。 四四、氧气的工业制法、氧气的工业制法分离液态空气法分离液态空气法 1原理：利用液态空气中液氮(-196)和液氧(-183) 的不同，采用 的方法将二者分离开 来。 2过程： 注意：注意：实验室制取氧气，有
4、新物质生成，属于化学变化；工业上制取氧气，将空气成分分离，不产生新 物质，属于物理变化。 【答案】一、1(1)高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气(或氯酸钾氯化钾+氧气) (3)排水法 向上排空气法 (5)带火星的木条 复燃 (6)集气瓶口 气泡 2(1)过氧化氢水+氧气 二、化学反应速率 质量 化学性质 催化作用 三、1一种 两种 两种 2一变多 四、1沸点 蒸发 加热 二氧化锰 加热 二氧化锰 一、实验室制氧气实验中的注意事项一、实验室制氧气实验中的注意事项 1加热高锰酸钾加热高锰酸钾(或氯酸钾或氯酸钾)制氧气注意事项：制氧气注意事项： 药品要平铺在试管底部，使其均匀受热。 铁夹要在距离
5、试管口 1/3 处。 导管不宜伸入试管过长，不利于气体导出。 试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管。 如果实验所用药品为高锰酸钾，通常要在试管口塞上一团棉花，以防止加热时高锰酸钾随氧气进入导 气管。 排水法集气时，当气泡连续且均匀放出时再收集，否则收集的气体混有空气；氧气收集后，集气瓶应 正放在桌面上。 排水法集气时，实验结束后，应先移出导气管，后撤离酒精灯，以防止水倒流造成试管炸裂。 2分解过氧化氢制氧气注意事项：分解过氧化氢制氧气注意事项： 反应容器口的导管应刚过橡胶塞。 若用长颈漏斗添加过氧化氢溶液，其下端管口应伸到液面以下，以防止制得的氧气沿长颈漏斗逸出。 用向上排空气法收集氧
6、气时，导管要伸入集气瓶的底部，有利于把里面的空气排干净。 用排水法收集氧气时，导管口刚有气泡放出不宜立即收集，因为刚开始放出的气体中混有空气，要等 气泡连续且均匀地放出时再收集。 典例典例 1 用氯酸钾与二氧化锰混合物制取氧气，实验操作错误的是 A检查装置气密性 B加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品集中加热 C水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集气体 D实验结束时，先从水槽中移出导管再熄灭酒精灯 【答案】【答案】B 【解析】【解析】A、制取气体前，一定要先检查装置的气密性，故正确；B、加入药品后，先给试管均匀预热， 然后再将酒精灯火焰对准药品集中加热，故错误；C、水槽中有气泡冒出时，不宜立即收集
7、气体，应等到 导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故正确；D、实验结束时，先从水槽中移出导管再熄灭酒精灯， 以防冷水倒吸、炸裂试管，故正确。故选 B。 二、催化剂的理解及注意事项二、催化剂的理解及注意事项 1催化剂的特点：“一变两不变”。“一变”是指“能改变化学反应速率”；包括加快和减慢两个方面。“两不变” 是指“催化剂的质量和化学性质”在化学变化前后不发生改变；是“化学性质”而不是“性质”。 2催化作用的结果只影响反应速率，并不能增加或减少生成物的质量，生成物的质量只与反应物的质量有 关。 3催化剂是参加化学反应的，催化剂的质量和化学性质在化学变化前后不发生改变，但在化学反应过程中 可能会改
8、变。催化剂虽然可以参加化学反应过程，但催化剂不是反应物。 4催化剂是针对某反应而言的。如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的过程中，能够起催化作用；但二氧 化锰不是所有化学反应的催化剂。 5催化剂不是万能的，也不是唯一的。对某一反应，可以选择不同的物质作为催化剂。如过氧化氢分解制 取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁等做催化剂。 典例典例 2 下列关于催化剂的说法正确的是 A催化剂不能改变生成物的质量 B催化剂只能加快化学反应速率，其本身的化学性质不变 C二氧化锰可作任何反应的催化剂 D没有催化剂就不能进行化学反应 【答案】【答案】A 【解析】【解析】A、生成物的质量是由参加反应
9、的反应物的质量决定的，催化剂不能改变生成物的质量，选项正 确；B、催化剂能加快化学反应速率，也可能减慢反应速率，其本身的化学性质在反应前后不变，选项错 误；C、二氧化锰不可作任何反应的催化剂，如不能做水分解的催化剂，选项错误；D、没有催化剂也能 进行化学反应，只是加入催化剂后反应速率会改变，选项错误。故选 A。 典例典例 3 为了探究二氧化锰是否对氯酸钾的分解起了催化作用， 经查阅资料得知； 氯酸钾的熔点为 356 ， 加热到 400 可观察到缓慢放出气泡。实验仪器如下： (1)实验设计如下，请你补充完成实验报告。 实验步骤 加热时间(分钟) 实验现象 1将二氧化锰单独放入试管中加热，将带火星
10、 的木条放在试管口 10 木条无变化 2将氯酸钾单独放入试管中加热，将带火星的 木条放在试管口 5 木条复燃 3将_，将带火 星的木条放在试管口 1 木条复燃 该实验方法称为_，第 2 步实验中，某同学选用装置乙加热，你认为是否正确？ 理由是_。 写出第 3 步实验中发生的化学反应的文字表达式_。 (2)“丙”中除导管外，另两个玻璃仪器的名称为_、_；若用装置“丁”收集氧气，则 导出气体的导管口是_(填写编号“a”或“b”)。 (3)实验室制取氧气还可用双氧水作为原料，比较用氯酸钾为原料的制取方法，用双氧水作原料的方案突出 的优点是_(填写选项编号)。 A不需要加热，操作简单 B通过分液漏斗加
11、液体，有利于连续操作 C节约药品 【答案】【答案】(1)二氧化锰和氯酸钾混合均匀后放入试管中加热 对照(或对比、控制变量法) 合理，因为氯酸钾的熔点比其分解的温度低，防止倒流(或氯酸钾分解时已 经是液态，合理即可) 氯酸钾氯化钾+氧气 (2)集气瓶 水槽 b (3)AB 【解析】【解析】(1)根据题中表格中的内容，结合催化剂的特点就可以补充完全实验步骤，第 3 步应为将二氧 化锰和氯酸钾混合均匀后放入试管中加热， 将带火星的木条放在试管口； 题中做的不同实验都是为了与 其他试验作比较，该实验方法称为对照；第 2 步实验“将氯酸钾单独放入试管中加热，将带火星的木条放 在试管口”，由于氯酸钾分解的
12、温度小于其熔化的温度，这就要求试管口必须稍向上倾斜，防止液态氯酸 钾流出。 (2)“丙”为排水法收集氧气，用到的玻璃仪器有导气管、水槽和集气瓶；由于氧气的密度比空气大，用排 二氧化锰 加热 空气法收集氧气必须采用口向上排空气法，若用装置“丁”收集氧气，则导出气体的导管口是 b。 (3)A、用过氧化氢制取氧气不需要加热，操作简单，A 选项说法正确；B、用过氧化氢制取氧气时可通过 分液漏斗加液体，有利于连续操作，B 选项说法正确；C、哪种方法制取氧气都需要消耗药品，C 选项不 符合题意。 1下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是 A液化蒸发空气制取氧气属于分解反应 B液化蒸发空气制取氧气的过程属于
13、物理变化 C液氧是无色的 D液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中 2某极难溶于水的无毒气体，它的密度约是空气密度的 4/9，那么在实验室中收集这种气体的方法可以是 向上排空气法 向下排空气法 排水法 A B C D 3下列反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 B酒精+氧气二氧化碳+水 C镁+氧气氧化镁 D铁+氧气四氧化三铁 4用向上排空气法收集氧气时，验满的方法是 A看集气瓶周围是否有气泡冒出 B用带火星的木条伸入集气瓶中 C用燃烧的木条伸入集气瓶中 D用带火星的木条放在集气瓶口 5实验室用双氧水制取氧气，下列措施可使反应速率减慢的是 A向双氧水中
14、加入二氧化锰 B向双氧水中加水 C增大双氧水的浓度 D升高反应温度 6下图所示的用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是 A 取用高锰酸钾 B加热高锰酸钾 C检验氧气是否集满 D熄灭酒精灯 7氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时，有关二氧化锰说法正确的是 A增加氧气的产量 B加快产生氧气的速率，增加氧气的产量 C加快产生氧气的速率，氧气的产量不变 D不加二氧化锰，加热氯酸钾不能产生氧气 8实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是 A组装好装置后，检查装置的气密性 B加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热 C水槽中有气泡冒出时，立即收集气体 D实验结束时，先移走酒精灯再从水
15、槽中移出导管 9下列制取氧气的方法中，从环境、能源、安全等各个方面考虑，最适宜实验室制氧气的方法是( ) A加热高锰酸钾制取氧气 B以二氧化锰作催化剂，加热氯酸钾制氧气 C以二氧化锰作催化剂，过氧化氢分解制取氧气 D电解水制取氧气 10两份质量相等的过氧化氢，在其中一份中加入少量二氧化锰，放出氧气的质量(纵坐标)与反应时间(横 坐标)的关系正确的是 A B C D 11某中学化学兴趣小组的同学们知道二氧化锰能作双氧水分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如氧 化铁粉末是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你参与他们的探究过程。 【问题】氧化铁粉末能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？ 【猜想】氧化铁粉末能
16、作过氧化氢分解的催化剂。 【实验验证】 实验 实验步骤 实验现象 实验结论 一 _ 木条不复燃 常温下过氧化氢溶液分解缓慢 二 装有过氧化氢溶液的试管中加 入少量氧化铁粉末，然后将带 火星的木条伸入试管中 木条复燃 _ 【结论】氧化铁粉末能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂。 【讨论与反思】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铁粉末能作过氧化氢分解的 催化剂，还要补充一个探究实验： 【实验目的】探究_。 【实验步骤】准确称量氧化铁粉末(少量)的质量；完成实验二；待反应结束，将实验二中试管里 的物质进行_、洗涤、干燥、称量；对比反应前后氧化铁粉末的质量。
17、 【讨论】如果氧化铁粉末_不变，则说明氧化铁粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。但小华认为， 要证明猜想， 上述三个实验还不够， 还需要再增加一个探究实验： 探究_。 12根据下列实验装置图回答 (1)写出标号仪器的名称：_，_。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是_(填序号，下同)，收集装置可选用 _或_； 制取氧气时的主要步骤包括： 装入药品固定试管、 熄灭酒精灯、 检查气密性、将导管移出水面、加热、连接仪器、用排水法收集时待气泡连续均匀冒 出才开始收集，等等。正确的操作顺序是_(填序号)。 (3)加热高锰酸钾时应在试管口塞一团棉花，其作用是_；用排水法集气 时，当出现_时表明
18、气体已集满，此时应在水下_，然后取出集气 瓶_(填“正”或“倒”)放在桌面上。 (4)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时， 应选用的发生装置是_(填序号)； 同时应加入少量的二氧化锰 作_剂，写出用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式_ _。 1 【答案】B 【解析】A、工业上利用分离液化空气法制取氧气是根据液氧和液氮的沸点不同，将氧气和氮气分离的过 程，该过程中没有新物质的生成，是物理变化，错误；B、液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化， 正确；C、液氧是淡蓝色的液体，错误； D、液化蒸发空气所得的氧气贮存在蓝色钢瓶中，错误。 故选 B。 2 【答案】A 【解析】气体极难溶于水，故气体可以用排水法
19、收集；它的密度约是空气密度的 4/9，可以用向下排空气 法收集。故选 A。 3 【答案】B 【解析】A、碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，此选 项不符合题意； B、 酒精+氧气二氧化碳+水， 该反应物和生成物均是两种， 不符合“多变一”的特征， 也不符合“一变多”的特征， 既不属于化合反应也不属于分解反应， 此选项符合题意； C、 镁+氧气氧 化镁，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，此选项不符合题意；D、铁+氧气四氧化三铁， 该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，此选项不符合题意。故选 B。 4 【答案】D 【解析】氧气能使带火星的木条复燃，
20、检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集 气瓶口。故选 D。 5 【答案】B 【解析】A、向双氧水中加入二氧化锰，二氧化锰是催化剂，能加快双氧水的分解，错误；B、向双氧水 中加水，降低了溶液的浓度，可使反应速率减慢，正确；C、增大双氧水的浓度，可使反应速率加快，错 误；D、升高反应温度，可使反应速率加快，故错误。故选 B。 6 【答案】B 【解析】A、不能用手接触药品，错误；B、加热高锰酸钾时，试管略向下倾斜，试管口塞一团棉花，试 管夹夹在离管口三分之一处，正确；C、氧气验满时，将带火星的木条放到集气瓶口，而不是伸入瓶内， 错误；D、熄灭酒精灯不能用嘴吹，应该用灯帽盖灭，错误。
21、故选 B。 7 【答案】C 【解析】A、催化剂对生成物的质量没有影响，氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取氧气时，放出氧气的 质量不变，故选项说法错误；B、催化剂对生成物的质量没有影响，氯酸钾和二氧化锰的混合物加热制取 氧气时，加快产生氧气的速率，放出氧气的质量不变，故选项说法错误；C、氯酸钾和二氧化锰的混合物 加热制取氧气时，加快产生氧气的速率，放出氧气的质量不变，故选项说法正确；D、不加二氧化锰，加 热氯酸钾能产生氧气，只是速率较慢，故选项说法错误。故选 C。 8 【答案】A 【解析】A、用高锰酸钾制取氧气时，组装好装置后，检查装置的气密性，正确；B、加入药品后，要先 预热，后对准药品加热，错
22、误；C、收集气体时，待气泡连续均匀冒出时，开始收集，错误；D、实验结 束时，要先将导管从水中移出，后停止加热，防止水槽中的水倒吸，错误。故选 A。 9 【答案】C 【解析】A该反应需要加热，不合题意；B该反应需要加热，不合题意；C过氧化氢在二氧化锰的 催化作用下制氧气装置操作简单、安全，不需加热，生成物是水和氧气，无污染，所以是最佳制取氧气 的方法，符合题意；D该反应需要消耗电能，不合题意。故选 C。 10 【答案】C 【解析】这一反应中二氧化锰充当的是催化剂，根据催化剂的定义可以知道催化剂只是加快了反应的速 度并不改变生成物的质量，所以没加二氧化锰的过氧化氢，即 a 分解的速率慢，而加入的二
23、氧化锰的 过氧化氢分解速率快，即 b 分解速率快，所需时间较短，而生成氧气的质量相等；分析所给的选项可 以知道选项 C 是正确的。故选 C。 11 【答案】 【实验验证】装有过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条 氧化铁能加快过氧化氢的分解 速率 【实验目的】化学反应前后质量是否发生改变 【实验步骤】过滤 【讨论】质量 在反应前后氧化铁粉末的化学性质是否相同 【解析】 【实验验证】过氧化氢在常温下分解产生氧气的速率很慢，因此向装有过氧化氢溶液的试管中 伸入带火星的木条，木条不复燃；在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铁粉末，然后将带火星 的木条伸入试管中，带火星的木条复燃，说明氧化铁能加快过氧
24、化氢的分解速率。 要探究氧化铁是否是过氧化氢的催化剂，需要证明其化学性质和质量在化学反应前后不变，根据实验三 的内容可以知道该实验探究的是化学反应前后氧化铁的质量是否发生改变，需要将回收的固体的质量 进行称量；上述三个实验没有证明氧化铁的化学性质没有发生改变，故需要证明反应前后氧化铁的化 学性质没有发生改变。 12 【答案】(1)长颈漏斗 铁架台 (2)B C E (3)防止高锰酸钾粉末进入导管 大量气泡从集气瓶口冒出 盖上玻璃片 正 (4)A 催化 过氧化氢水+氧气 【解析】(1)通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，是长颈漏斗，是铁架台。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应
25、条件是加热，氧气密度比空气大，不易溶于水，所 以应选用的发生装置是 B，收集装置可选用 C 或 E，实验室制取氧气时，先组装仪器，然后检验装置 气密性，装药加热制取，收集氧气，实验结束先撤导管，然后熄灭酒精灯，所以正确的操作顺序是： 。 (3)加热高锰酸钾时应在试管口塞一团棉花，作用是防止高锰酸钾粉末进入导管。密度比水小，当大量气 泡从集气瓶口冒出时表明气体已集满，此时应在水下盖上玻璃片，氧气密度比空气大，然后取出集气 瓶正放在桌面上。 (4)实验室过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，所以应选用的发生装置是 A，二 氧化锰是该反应的催化剂，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，文字表达式为：过 氧化氢水+氧气。