人教版初三化學(xué)(上)第6講：制取氧氣(教師版)

制取氧氣____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的主要方法和原理。2.練習(xí)連接儀器的基本操作，并試驗(yàn)氧氣的化學(xué)性質(zhì)。3.認(rèn)識(shí)分解反應(yīng)、催化劑等概念。4.初步了解通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)制取新物質(zhì)的方法。實(shí)驗(yàn)室制取氧氣（1）實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的原理藥品裝置圖反應(yīng)原理過氧化氫溶液（過氧化氫溶液是無色液體，二氧化錳是黑色固體）二氧化錳二氧化錳MnO2過氧化氫水+氧氣MnO2氯酸鉀（氯酸鉀是白色的固體、二氧化錳是黑色固體）二氧化錳二氧化錳加熱氯酸鉀氯化鉀+氧氣MnOMnO2△高錳酸鉀（高錳酸鉀是紫黑色固體）試管口要塞棉花加熱加熱高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣△△（2）實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)①發(fā)生裝置的選擇：依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件，分為固固加熱型（高錳酸鉀制氧氣、氯酸鉀與二氧化錳制氧氣）和固液不加熱型（過氧化氫制氧氣）。②收集裝置的選擇：依據(jù)生成氣體的密度分為向上排氣法和向下排空氣法，依據(jù)氣體在水中的溶解性可選擇使用排水集氣法。排水法不易溶于水或者難溶于水且不與水反應(yīng)向上排空氣法密度比空氣大向下排空氣法密度比空氣小“→”表示通入氣體的方向。（3）檢驗(yàn)方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，如果木條復(fù)燃，說明該瓶?jī)?nèi)的氣體是氧氣。（4）驗(yàn)滿方法：①用排水法收集時(shí)，集氣瓶口處有較大氣泡冒出，證明已滿。②用向上排空氣法收集時(shí)，將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復(fù)燃，證明已滿。二.實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的操作步驟和注意事項(xiàng)（1）反應(yīng)原理：高錳酸鉀→錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（2）裝置選擇：用高錳酸鉀制取氧氣反應(yīng)物是固體，所以發(fā)生裝置應(yīng)選用固固加熱型的。（3）操作步驟：查—裝—定—點(diǎn)—收—移—熄a.檢查裝置的氣密性；b.將高錳酸鉀裝入干燥的試管，并在試管口處放一團(tuán)棉花，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管。c.將試管固定在鐵架臺(tái)上；d.點(diǎn)燃酒精燈，均勻加熱后，固定在藥品的底部加熱；e.用排水法收集氧氣；（當(dāng)氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)再收集，否則收集的氣體中混有空氣，當(dāng)集氣瓶口有較大氣泡冒出時(shí)，證明已滿。）f.收集氧氣結(jié)束后，將導(dǎo)管撤離水槽；（如果先熄滅酒精燈，試管內(nèi)溫度降低，壓強(qiáng)減小，水槽里的水就會(huì)被吸入熱的試管內(nèi)，使試管炸裂。）g.熄滅酒精燈。(4)注意事項(xiàng)①試管口略向下傾斜：防止冷凝水倒流引起試管破裂②藥品平鋪在試管的底部：均勻受熱③鐵夾夾在離管口約1/3處④導(dǎo)管應(yīng)稍露出橡皮塞：便于氣體排出⑤試管口應(yīng)放一團(tuán)棉花：防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管⑥排水法收集時(shí)，待氣泡均勻連續(xù)冒出時(shí)再收集（剛開始排出的是試管中的空氣）⑦實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先移導(dǎo)管再熄滅酒精燈：防止水倒吸引起試管破裂⑧用排空氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)管伸到集氣瓶底部三.氧氣的工業(yè)制法1.分離液態(tài)空氣法①原理：利用液態(tài)空氣中液氮（沸點(diǎn)-196oC）和液氧（沸點(diǎn)-183oC）的沸點(diǎn)不同。②過程：空氣低溫加壓→液態(tài)空氣-196oC蒸發(fā)→氮?dú)夂鸵簯B(tài)氧（儲(chǔ)存在藍(lán)色的鋼瓶中）2．膜分離技術(shù)空氣通過→具有富集氧氣功能的薄膜得到→含氧量較高的富氧空氣多級(jí)分離→含90%以上氧氣的富氧空氣。四.兩個(gè)概念：分解反應(yīng)：一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)（一變多），是四大基本反應(yīng)類型之一。催化劑：化學(xué)反應(yīng)中，能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率而自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不發(fā)生變化的物質(zhì)叫催化劑或觸媒。（催化劑特點(diǎn)：一變兩不變----化學(xué)反應(yīng)速率改變，本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。）知識(shí)點(diǎn)一：實(shí)驗(yàn)室制取氧氣例1.實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣時(shí)，必不可少的最簡(jiǎn)單的一組儀器是（）A.試管、酒精燈、帶導(dǎo)管的橡皮塞、集氣瓶、鐵架臺(tái)B.試管、酒精燈、水槽、集氣瓶C.集氣瓶、鐵架臺(tái)、試管、帶導(dǎo)管的橡皮塞D.鐵架臺(tái)、燒瓶、集氣瓶、玻璃片解析：解該題必須首先掌握用哪些藥品和方法制取氧氣，然后根據(jù)藥品和儀器的性能去選答案。若用固體物質(zhì)（如高錳酸鉀）加熱制取氧氣，只能選A組；若用液體（如過氧化氫）常溫制取氧氣，可選C組。根據(jù)題干要求，答案為C。答案：C例2.氧氣制備實(shí)驗(yàn)：注意事項(xiàng)：瓶?jī)?nèi)水位略高于長(zhǎng)頸漏斗末端，避免_____________。廣口瓶?jī)?nèi)_____________有空氣，_____________氣體不收集；將_____________，用手壓住漏斗口,每次加入雙氧水不可太多，以免氧氣產(chǎn)生速率_____________，用_____________法收集。解析:本題考查過氧化氫分解法制備氧氣的實(shí)驗(yàn)原理。答案：產(chǎn)生的氧氣逸出殘存反應(yīng)剛開始產(chǎn)生的塞子塞緊太快排水例3.右圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的裝置圖。(1)寫出有標(biāo)號(hào)的儀器名稱：①____________，②____________，③____________，④____________。(2)改正圖中的錯(cuò)誤：①____________________________________________________________。②____________________________________________________________。③____________________________________________________________。④____________________________________________________________。⑤____________________________________________________________。解析：該裝置錯(cuò)誤分析：對(duì)固體加熱，應(yīng)該使得試管管口向下傾斜，以防止固體中含有的水蒸汽冷凝后回流，炸裂試管；導(dǎo)氣管管口應(yīng)該緊貼橡皮塞，不應(yīng)該伸入試管太長(zhǎng)；應(yīng)該用酒精燈的外焰加熱，不能使用焰心加熱；鐵夾不應(yīng)該夾在試管的中部，而應(yīng)該夾在離管口處；導(dǎo)氣管應(yīng)該深入到集氣瓶瓶底，不應(yīng)該在集氣瓶瓶口。答案：(1)①酒精燈②試管③鐵架臺(tái)④集氣瓶(2)①應(yīng)該使得試管管口略向下傾斜②導(dǎo)氣管應(yīng)拽出一部分③應(yīng)該用酒精燈的外焰加熱④鐵夾應(yīng)該夾在試管口三分之一處⑤導(dǎo)氣管應(yīng)該插入到集氣瓶瓶底知識(shí)點(diǎn)二：工業(yè)制取氧氣例4.以下哪個(gè)過程能正確地表示工業(yè)中大規(guī)模生產(chǎn)氧氣的過程（）A.二氧化碳氧氣B.空氣液態(tài)空氣氧氣C.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（KMnO4）（K2MnO4）（MnO2）（O2）D.過氧化氫水+氧氣（H2O2）（H2O）（O2）解析：工業(yè)制備氧氣常用空氣液化法。C和D只適合實(shí)驗(yàn)室制備氧氣；A二氧化碳轉(zhuǎn)化成氧氣是自然界中氧氣的循環(huán)過程，但不適合氧氣的工業(yè)生產(chǎn)。答案：B知識(shí)點(diǎn)三：催化劑例5.（2014年豐臺(tái)期末）飄塵是物質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生的粒狀飄浮物，顆粒很小，不易沉降。它與空氣中的二氧化硫、氧氣接觸時(shí)，二氧化硫會(huì)部分轉(zhuǎn)化為三氧化硫，使空氣的酸度增加。飄塵所起的作用可能是（）A.氧化劑B.還原劑C.催化劑D.吸附劑解析：該題考查的是催化劑的概念。答案：C【基礎(chǔ)演練】1．下圖所示實(shí)驗(yàn)操作不正確的是()A．過濾B．取固體粉末C．熄滅酒精燈D．檢查氣密性答案：A2．用過氧化氫溶液制取氧氣時(shí)，常常加入二氧化錳，下列敘述正確的是()A．放出的氧氣更多 B．放出氧氣更快C．放出的氧氣更純 D．反應(yīng)后二氧化錳的質(zhì)量變小答案：B3.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，大致可分為以下幾步：a加熱試管；b檢查裝置的氣密性；c向試管中裝藥品，用帶導(dǎo)管的單孔塞塞緊后，固定在鐵架臺(tái)上；d用排水法收集氧氣；e停止加熱；f將導(dǎo)管從水槽中取出。實(shí)驗(yàn)操作順序正確的是（）A.bcadef B.abcdef C.bcadfe D.abcdfe答案：C4.（2015年海淀一模）現(xiàn)有空氣、氧氣和二氧化碳三瓶氣體，最簡(jiǎn)單的區(qū)別方法是（）A.測(cè)量三種氣體的密度 B.將燃著的木條分別伸入三瓶氣體中C.將氣體分別通入澄清石灰水中 D.將氣體分別通入水中答案：B5．（2014年石景山期末）下列化學(xué)反應(yīng)中既不屬于化合反應(yīng)也不屬于分解反應(yīng)的是()A．磷+氧氣五氧化二磷 B．氧化汞汞+氧氣C．氫氣+氧氣水 D．乙炔+氧氣二氧化碳+水答案：D6．工業(yè)上可用分離液態(tài)空氣的方法制備氧氣，在蒸發(fā)液態(tài)空氣時(shí)，________的沸點(diǎn)較低，先蒸發(fā)出來，剩下的主要是__________，這個(gè)過程屬于(填“物理”或“化學(xué)”)____________變化。答案:氮?dú)?；氧氣；物?．寫出下列反應(yīng)的文字表達(dá)式并回答問題：（1）加熱紫黑色晶體制氧氣____________________________________。（2）鐵絲燃燒____________________________________。為了防止熔化物濺落下來使集氣瓶炸裂，應(yīng)當(dāng)在瓶?jī)?nèi)______________________。（3）木炭燃燒________________________________________。（4）用雙氧水和二氧化錳制氧氣_______________________________,在該反應(yīng)中二氧化錳是____________。反應(yīng)后摸容器壁有__________感覺。答案:（1）高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣（2）鐵絲+氧氣四氧化三鐵；放少量細(xì)沙或水（3）木炭+氧氣二氧化碳（4）雙氧水水+氧氣；催化劑；發(fā)熱8.根據(jù)下列裝置圖回答問題（裝置用代號(hào)表示）：（1）寫出有編號(hào)的儀器名稱：①為________________，②為________________。（2）實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置可選用（填代號(hào)，下同）________________；收集氧氣可選用________________________________裝置。若需要收集較純凈的氧氣，則當(dāng)實(shí)驗(yàn)中觀察到________________________________現(xiàn)象時(shí)可以開始收集氣體。答案：（1）酒精燈試管（2）AC或D（3）C中導(dǎo)管口氣泡連續(xù)、均勻冒出時(shí)?！眷柟烫岣摺?．如右圖所示，過氧化氫（H2O2）在催化劑二氧化錳的作用下，迅速分解放出大量的氧氣，下列現(xiàn)象正確的是()A.氣球脹大，紅墨水左移B.氣球縮小，紅墨水右移C.氣球脹大，紅墨水右移D.氣球縮小，紅墨水左移答案：D10．催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用是（）A.加快化學(xué)反應(yīng)速率B.使生成物質(zhì)量增加C.改變化學(xué)反應(yīng)速率D.減慢化學(xué)反應(yīng)速率答案：C11．NO是大氣污染物之一，但少量NO在人體內(nèi)具有擴(kuò)張血管、增強(qiáng)記憶的功能。NO密度比空氣略大，難溶于水，通常條件下極易與氧氣反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室收集NO的裝置是()答案：C12．下列圖像中能表示用一定質(zhì)量的氯酸鉀和二氧化錳制氧氣時(shí)，二氧化錳在固體混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（a%）隨時(shí)間（t）變化的曲線圖是（b時(shí)間表示反應(yīng)已完全）（）ABCD答案：B13．根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置圖回答問題：（1）儀器a的名稱為（填序號(hào)）。（2）若實(shí)驗(yàn)室用暗紫色固體制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填序號(hào)），收集較純的氧氣最好選（填序號(hào)）裝置，該化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式為_______________；制備氧氣的操作步驟是：①檢查裝置的氣密性②裝藥品③固定試管，連接儀器④加熱⑤用排水法收集氣體⑥_____⑦。（3）若實(shí)驗(yàn)室選用無色液體制取氧氣，寫出所涉及的反應(yīng)原理的文字表達(dá)式為。（4）若用E裝置收集氧氣時(shí)，檢驗(yàn)是否收集滿的方法是。（5）已知NO氣體難溶于水，相同條件下密度略大于空氣，極易與氧氣反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室收集NO的裝置是（填序號(hào)）。答案：（1）集氣瓶（2）AC高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣⑥移出導(dǎo)氣管⑦熄滅酒精燈（或⑥移出導(dǎo)氣管，熄滅酒精燈，⑦取出集氣瓶正放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上）（3）過氧化氫水+氧氣（4）把帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃證明氧氣已收集滿（5）C14.按要求填寫下列內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)過程或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論或解釋導(dǎo)管口A處有氣泡冒出______________________________。II.加熱高錳酸鉀制取氧氣，用排水法收集。①反應(yīng)的文字表達(dá)式為：________________________________②試管口略向下傾斜的原因是：________________________________III.將紅熱的鐵絲置于充滿氧氣并盛有少量水的集氣瓶中______________①反應(yīng)的文字表達(dá)式為：________________________________；②集氣瓶盛少量水的作用是：________________________________。答案：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論或解釋裝置氣密性良好①高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣②防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管。劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，有黑色的熔融物生成①鐵+氧氣四氧化三鐵②防止熔融物濺落使集氣瓶炸裂。15.某化學(xué)課外小組的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)一瓶標(biāo)簽破損的無色溶液（如下圖）。這瓶溶液是什么物質(zhì)？在老師的指導(dǎo)下，同學(xué)們首先提出假設(shè)并進(jìn)行了如下的探究活動(dòng)。請(qǐng)?jiān)诳瞻滋幫瓿上鄳?yīng)內(nèi)容。［提出假設(shè)］________________________________________________。［實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象］試管中取少量黑色粉末二氧化錳，向其中滴入該無色溶液，立即產(chǎn)生大量氣泡，并放出大量的熱。②將氣體導(dǎo)出并用排水法收集一試管氣體；③檢驗(yàn)收集到的氣體的方法及現(xiàn)象是________________________________。［實(shí)驗(yàn)結(jié)論］該無色溶液是________________，二氧化錳在此實(shí)驗(yàn)中起___________作用，反應(yīng)的文字表達(dá)式為________________________________，原假設(shè)成立。答案：［提出假設(shè)］該無色溶液可能是過氧化氫［實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象］將帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃。［實(shí)驗(yàn)結(jié)論］過氧化氫催化過氧化氫水+氧氣1．下列物質(zhì)屬于純凈物的是（）A．加熱KMnO4后的殘余固體B．液氧C．食鹽水D．清新的空氣答案：B2.醫(yī)院給病人輸氧時(shí)用到類似下圖的裝置。關(guān)于該裝置，下列說法中不正確的是（）abA.b導(dǎo)管連接供給氧氣的鋼瓶 abB.b導(dǎo)管連接病人吸入氧氣的輸料管 C.使用該裝置用來觀察是否有氧氣輸出 D.使用該裝置用來觀察氧氣輸出的速率 答案：A 3.用雙氧水制取氧氣時(shí)，忘記加二氧化錳，其結(jié)果是（）A.不放出氧氣B.放出氧氣速率慢C.放出氧氣總量會(huì)減少D.放出氧氣總量不變答案：BABCD4.下列各圖所示裝置的氣密性檢查中，漏氣的是（）ABCD答案：D5.已知化學(xué)反應(yīng)：氯酸鉀eq\o(\s\up9(二氧化錳),________→,\s\do9(加熱))氯化鉀＋氧氣，其中氯酸鉀和氯化鉀均為固體，則下列圖中能表示固體混合物中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的圖像是（）二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)0 時(shí)間 0 時(shí)間 0 時(shí)間二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化錳質(zhì)量分?jǐn)?shù) A B C D答案：A6.下圖是實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制氧氣的裝置圖。指出圖中的三處錯(cuò)誤，并說明由此可能造成的后果。（1）錯(cuò)誤：。后果：。（2）錯(cuò)誤：。后果：。（3）錯(cuò)誤：。后果：。答案：（1）試管中的棉花距藥品加熱處太近；加熱時(shí)引燃棉花而引起裝置爆炸；（2）試管口向上傾斜；產(chǎn)生的水冷凝后回流到試管底部，會(huì)使熱的試管炸裂；（3）加熱前導(dǎo)管口不應(yīng)放入集氣瓶?jī)?nèi)；會(huì)使收集的氣體因混有空氣而不純．7.右圖有多種功能，如收集氣體、洗滌氣體、貯存氣體等。回答下列問題：（1）氣體從a端進(jìn)入集氣瓶，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（2）氣體從b端進(jìn)入集氣瓶，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（3）將此裝置倒置后，氣體從a端進(jìn)入集氣，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（4）將此裝置倒置后，氣體從b端進(jìn)入集氣，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（5）裝置中預(yù)先盛滿水，將水排出貯氣，氣體從端進(jìn)入。（6）用水將瓶中貯有的氣體排出使用，水從端進(jìn)入。答案：（1）氣體的密度比空氣密度小(2)氣體的密度比空氣密度大(3)氣體的密度比空氣密度大(4)氣體的密度比空氣密度小(5)a端(6)b端8．根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容回答問題。（1）儀器①的名稱是。（2）裝置Ⅰ用于測(cè)定空氣中氧氣含量，若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是。若實(shí)驗(yàn)有誤差，下列做法，與誤差產(chǎn)生無關(guān)的是（填序號(hào)）。①紅磷不足量②裝置氣密性不好③彈簧夾沒有加緊④利用熱銅絲點(diǎn)燃紅磷（3）裝置Ⅱ用于高錳酸鉀制氧氣，反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式為_______________________，當(dāng)氣體收集滿后，有下列操作①將導(dǎo)氣管移出集氣瓶口；②取出集氣瓶，正放在桌面上；③蓋上玻璃片；④將集氣瓶和玻璃片一起取出，正放在桌上；⑤在水面下用玻璃片蓋住集氣瓶口；⑥把導(dǎo)管從水槽中拿出來；⑦熄滅酒精燈，正確的操作及順序是（填字母）。A．①②③⑥⑦B．①②③⑦⑥C．①⑤④⑥⑦ D．①⑤④⑦⑥答案：（1）集氣瓶（2）空氣中氧氣約占總體積的五分之一；④（3）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；C__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后：①質(zhì)量變多；②質(zhì)量不變；③化學(xué)性質(zhì)改變；④化學(xué)性質(zhì)不變；⑤二氧化錳可以作為各種化學(xué)反應(yīng)的催化劑，在上述說法中正確的是（）A.①③B.②④C.②④⑤D.②③答案：B2.(2015年朝陽(yáng)一模)空氣成分中，可用作電光源的氣體是（）A．氮?dú)釨．氧氣C．二氧化碳D．稀有氣體答案：D3.（2015年西城一模）PM2.5是造成霧霾天氣的“元兇”之一，下列做法不會(huì)增加空氣中的PM2.5的是（）A．焚燒秸桿 B．植樹造林 C．燃放鞭炮 D．工廠排放煙塵答案：B4．將某紫黑色固體粉末A加熱，可產(chǎn)生無色氣體B，同時(shí)生成一種黑色固體C和另一種固體物質(zhì)D。黑色固體C通?？捎糜诩訜崧人徕浿蒲鯕鈺r(shí)的催化劑．另一黑色固體E在無色氣體B中燃燒，產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體F。綠色植物可將氣體F通過光合作用吸收，并轉(zhuǎn)化為無色氣體B。回答：⑴寫出名稱：A___________C___________B_________F____________⑵加熱紫黑色固體A時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)屬于____________反應(yīng)。(3)寫出黑色固體E在無色氣體B中燃燒的反應(yīng)的文字表達(dá)式：__________________________________________。氣體ABCD標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度/（g．L-1）1.9971.4290.7