人教版初三化學(上)第6講：制取氧氣(教師版)

制取氧氣____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.了解實驗室制取氧氣的主要方法和原理。2.練習連接儀器的基本操作，并試驗氧氣的化學性質(zhì)。3.認識分解反應、催化劑等概念。4.初步了解通過化學實驗制取新物質(zhì)的方法。實驗室制取氧氣（1）實驗室制取氧氣的原理藥品裝置圖反應原理過氧化氫溶液（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）實驗裝置設計①發(fā)生裝置的選擇：依據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件，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）檢驗方法：將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)，如果木條復燃，說明該瓶內(nèi)的氣體是氧氣。（4）驗滿方法：①用排水法收集時，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，將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃，證明已滿。二.實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的操作步驟和注意事項（1）反應原理：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物是固體，所以發(fā)生裝置應選用固固加熱型的。（3）操作步驟：查—裝—定—點—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棉花，用帶導管的單孔橡皮塞塞緊試管。c.將試管固定在鐵架臺上；d.點燃酒精燈，均勻加熱后，固定在藥品的底部加熱；e.用排水法收集氧氣；（當氣泡連續(xù)均勻冒出時再收集，否則收集的氣體中混有空氣，當集氣瓶口有較大氣泡冒出時，證明已滿。）f.收集氧氣結束后，將導管撤離水槽；（如果先熄滅酒精燈，試管內(nèi)溫度降低，壓強減小，水槽里的水就會被吸入熱的試管內(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導管應稍露出橡皮塞：便于氣體排出⑤試管口應放一團棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導管⑥排水法收集時，待氣泡均勻連續(xù)冒出時再收集（剛開始排出的是試管中的空氣）⑦實驗結束時，先移導管再熄滅酒精燈：防止水倒吸引起試管破裂⑧用排空氣法收集氣體時，導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-196oC）和液氧（沸點-183oC）的沸點不同。②過程：空氣低溫加壓→液態(tài)空氣-196oC蒸發(fā)→氮氣和液態(tài)氧（儲存在藍色的鋼瓶中）2．膜分離技術空氣通過→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分離→含90%以上氧氣的富氧空氣。四.兩個概念：分解反應：一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的化學反應（一變多），是四大基本反應類型之一。催化劑：化學反應中，能夠改變化學反應的速率而自身的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均不發(fā)生變化的物質(zhì)叫催化劑或觸媒。（催化劑特點：一變兩不變----化學反應速率改變，本身質(zhì)量和化學性質(zhì)不變。）知識點一：實驗室制取氧氣例1.實驗室用過氧化氫制取氧氣時，必不可少的最簡單的一組儀器是（）A.試管、酒精燈、帶導管的橡皮塞、集氣瓶、鐵架臺B.試管、酒精燈、水槽、集氣瓶C.集氣瓶、鐵架臺、試管、帶導管的橡皮塞D.鐵架臺、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.氧氣制備實驗：注意事項：瓶內(nèi)水位略高于長頸漏斗末端，避免_____________。廣口瓶內(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驗原理。答案：產(chǎn)生的氧氣逸出殘存反應剛開始產(chǎn)生的塞子塞緊太快排水例3.右圖是某同學設計的實驗室制取氧氣的裝置圖。(1)寫出有標號的儀器名稱：①____________，②____________，③____________，④____________。(2)改正圖中的錯誤：①____________________________________________________________。②____________________________________________________________。③____________________________________________________________。④____________________________________________________________。⑤____________________________________________________________。解析：該裝置錯誤分析：對固體加熱，應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；導氣管管口應該緊貼橡皮塞，不應該伸入試管太長；應該用酒精燈的外焰加熱，不能使用焰心加熱；鐵夾不應該夾在試管的中部，而應該夾在離管口處；導氣管應該深入到集氣瓶瓶底，不應該在集氣瓶瓶口。答案：(1)①酒精燈②試管③鐵架臺④集氣瓶(2)①應該使得試管管口略向下傾斜②導氣管應拽出一部分③應該用酒精燈的外焰加熱④鐵夾應該夾在試管口三分之一處⑤導氣管應該插入到集氣瓶瓶底知識點二：工業(yè)制取氧氣例4.以下哪個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只適合實驗室制備氧氣；A二氧化碳轉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知識點三：催化劑例5.（2014年豐臺期末）飄塵是物質(zhì)燃燒時產(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，二氧化硫會部分轉化為三氧化硫，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【基礎演練】1．下圖所示實驗操作不正確的是()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，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．反應后二氧化錳的質(zhì)量變小答案：B3.實驗室制取氧氣，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，用帶導管的單孔塞塞緊后，固定在鐵架臺上；d用排水法收集氧氣；e停止加熱；f將導管從水槽中取出。實驗操作順序正確的是（）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，最簡單的區(qū)別方法是（）A.測量三種氣體的密度 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）下列化學反應中既不屬于化合反應也不屬于分解反應的是()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，________的沸點較低，先蒸發(fā)出來，剩下的主要是__________，這個過程屬于(填“物理”或“化學”)____________變化。答案:氮氣；氧氣；物理7．寫出下列反應的文字表達式并回答問題：（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，應當在瓶內(nèi)______________________。（3）木炭燃燒________________________________________。（4）用雙氧水和二氧化錳制氧氣_______________________________,在該反應中二氧化錳是____________。反應后摸容器壁有__________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（裝置用代號表示）：（1）寫出有編號的儀器名稱：①為________________，②為________________。（2）實驗室用氯酸鉀制取氧氣的發(fā)生裝置可選用（填代號，下同）________________；收集氧氣可選用________________________________裝置。若需要收集較純凈的氧氣，則當實驗中觀察到________________________________現(xiàn)象時可以開始收集氣體。答案：（1）酒精燈試管（2）AC或D（3）C中導管口氣泡連續(xù)、均勻冒出時?！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．催化劑在化學反應中所起的作用是（）A.加快化學反應速率B.使生成物質(zhì)量增加C.改變化學反應速率D.減慢化學反應速率答案：C11．NO是大氣污染物之一，但少量NO在人體內(nèi)具有擴張血管、增強記憶的功能。NO密度比空氣略大，難溶于水，通常條件下極易與氧氣反應。實驗室收集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，二氧化錳在固體混合物中的質(zhì)量分數(shù)（a%）隨時間（t）變化的曲線圖是（b時間表示反應已完全）（）ABCD答案：B13．根據(jù)下圖所示實驗裝置圖回答問題：（1）儀器a的名稱為（填序號）。（2）若實驗室用暗紫色固體制取氧氣，應選用的發(fā)生裝置是（填序號），收集較純的氧氣最好選（填序號）裝置，該化學反應的文字表達式為_______________；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）若實驗室選用無色液體制取氧氣，寫出所涉及的反應原理的文字表達式為。（4）若用E裝置收集氧氣時，檢驗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。實驗室收集NO的裝置是（填序號）。答案：（1）集氣瓶（2）AC高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣⑥移出導氣管⑦熄滅酒精燈（或⑥移出導氣管，熄滅酒精燈，⑦取出集氣瓶正放在實驗臺上）（3）過氧化氫水+氧氣（4）把帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃證明氧氣已收集滿（5）C14.按要求填寫下列內(nèi)容：實驗過程或方法實驗現(xiàn)象結論或解釋導管口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反應的文字表達式為：________________________________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反應的文字表達式為：________________________________；②集氣瓶盛少量水的作用是：________________________________。答案：實驗現(xiàn)象結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.某化學課外小組的同學，在實驗室實驗時發(fā)現(xiàn)一瓶標簽破損的無色溶液（如下圖）。這瓶溶液是什么物質(zhì)？在老師的指導下，同學們首先提出假設并進行了如下的探究活動。請在空白處完成相應內(nèi)容。［提出假設］________________________________________________。［實驗及現(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將氣體導出并用排水法收集一試管氣體；③檢驗收集到的氣體的方法及現(xiàn)象是________________________________。［實驗結論］該無色溶液是________________，二氧化錳在此實驗中起___________作用，反應的文字表達式為________________________________，原假設成立。答案：［提出假設］該無色溶液可能是過氧化氫［實驗及現(xiàn)象］將帶火星的木條伸入試管中，木條復燃。［實驗結論］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)院給病人輸氧時用到類似下圖的裝置。關于該裝置，下列說法中不正確的是（）abA.b導管連接供給氧氣的鋼瓶 abB.b導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，忘記加二氧化錳，其結果是（）A.不放出氧氣B.放出氧氣速率慢C.放出氧氣總量會減少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.已知化學反應：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)量分數(shù)隨時間變化的圖像是（）二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù)0 時間 0 時間 0 時間二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù)二氧化錳質(zhì)量分數(shù) A B C D答案：A6.下圖是實驗室用高錳酸鉀制氧氣的裝置圖。指出圖中的三處錯誤，并說明由此可能造成的后果。（1）錯誤：。后果：。（2）錯誤：。后果：。（3）錯誤：。后果：。答案：（1）試管中的棉花距藥品加熱處太近；加熱時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，會使熱的試管炸裂；（3）加熱前導管口不應放入集氣瓶內(nèi)；會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?；卮鹣铝袉栴}：（1）氣體從a端進入集氣瓶，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（2）氣體從b端進入集氣瓶，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端進入集氣，該氣體必須具有的性質(zhì)是。（5）裝置中預先盛滿水，將水排出貯氣，氣體從端進入。（6）用水將瓶中貯有的氣體排出使用，水從端進入。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)下圖所示實驗內(nèi)容回答問題。（1）儀器①的名稱是。（2）裝置Ⅰ用于測定空氣中氧氣含量，若實驗操作規(guī)范，該實驗得出的結論是。若實驗有誤差，下列做法，與誤差產(chǎn)生無關的是（填序號）。①紅磷不足量②裝置氣密性不好③彈簧夾沒有加緊④利用熱銅絲點燃紅磷（3）裝置Ⅱ用于高錳酸鉀制氧氣，反應的化學式表達式為_______________________，當氣體收集滿后，有下列操作①將導氣管移出集氣瓶口；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.催化劑在化學反應前后：①質(zhì)量變多；②質(zhì)量不變；③化學性質(zhì)改變；④化學性質(zhì)不變；⑤二氧化錳可以作為各種化學反應的催化劑，在上述說法中正確的是（）A.①③B.②④C.②④⑤D.②③答案：B2.(2015年朝陽一模)空氣成分中，可用作電光源的氣體是（）A．氮氣B．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時所發(fā)生的反應屬于____________反應。(3)寫出黑色固體E在無色氣體B中燃燒的反應的文字表達式：__________________________________________。氣體ABCD標準狀況下密度/（g．L-1）1.9971.4290.7