初中化学科粤版九年级上册3.2 制取氧气教学设计

3.2  制取氧气

1．能说出催化剂的定义，认识催化剂的重要作用。

2．了解实验室用过氧化氢、高锰酸钾制取氧气的反应原理。

3．初步学习实验室用高锰酸钾制取氧气的方法，初步学习检查装置气密性的方法。

4．认识分解反应定义及其与化合反应的区别，能识别判断具体的分解反应与化合反应。

实验室制取氧气的实验。

1．实验室制氧气

这些氧气用什么来制取呢？

制取氧气首先要选择含氧的物质。

1．实验室常用过氧化氢溶液或加热高锰酸钾制取氧气。

2．工业上常用分离液态空气的方法制取大量氧气。

(1)实验室用过氧化氢溶液制取氧气

①反应原理：。

实验探究：

过氧化氢溶液在通常条件下能非常缓慢地放出氧气，在加热或加入二氧化锰等物质后会迅速地放出氧气。

②用过氧化氢溶液制取氧气的装置

实验室制取氧气的装置包括：气体的发生装置(如图甲所示)和气体的收集装置(如图乙和丙所示)。用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，是固体与液体不需加热就能进行反应，选图甲作发生装置；收集装置选择乙(排水法)、丙(向上排空气法)。

③操作步骤

操作步骤可简记为：查→装→定→收。也可用谐音“茶庄订售”来协助记忆。

“查”：连接装置，检查其气密性；

↓

“装”：将少量二氧化锰→适量过氧化氢溶液依次装入试管，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；

↓

“定”：将试管固定在铁架台上；

↓

“收”：收集氧气。

(2)实验室用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气

①反应原理

②用高锰酸钾制取氧气的装置

实验室用高锰酸钾制取氧气，是固体在加热条件下才能发生反应，选图甲作发生装置(与用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气选取装置不同)；收集装置选择乙(排水法)或丙(向上排空气法)。

③操作步骤

用高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集，其实验操作步骤可简记为：查→装→定→点→收→离→熄。也可用谐音“茶庄定点收利息”来协助记忆。

“查”：连接装置，检查其气密性；

↓

“装”：将适量高锰酸钾装入试管，在试管口放一团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；

↓

“定”：将试管口略向下倾斜，试管固定在铁架台上，铁夹夹在距试管口1/3左右处；

↓

“点”：点燃酒精灯→预热→对药品进行加热；

↓

“收”：在导气管口冒出的气泡均匀且连续时，收集氧气；

↓

“离”：收集完氧气后，将导气管从水槽中移出；

↓

“熄”：熄灭酒精灯。

棉花作用：防止药品被冲入导管内，阻塞导管。

2．催化剂与催化作用

(1)催化剂的概念：在化学反应里，能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质。

(2)催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

实验探究：

很有趣哦！若不断地向试管中加入过氧化氢溶液，反应会不断地进行下去，发像二氧化锰永远用不完。而且如果在实验前准确地称出二氧化锰的质量，实验后将二氧化锰回收、干燥、再称量，会发现它的质量没有改变。

①催化剂可简单地理解为“一变二不变”。“一变”是指能改变其他物质的化学反应速率，这里的“改变”包括“加快”或“减慢”两种含义；“二不变”是指本身的“质量”和“化学性质”在化学反应前后都没有改变，但是物理性质可能改变。

②催化剂是针对具体的反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂，如二氧化锰在高锰酸钾制取氧气的反应中是生成物。

③在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂。如利用过氧化氢分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰作为催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液及红砖粉末等作催化剂。

④催化剂只能改变化学反应速率，并不能增加生成物的质量。

⑤在化学反应前后催化剂的物理性质可能发生了变化，但可以重复使用。

⑥催化剂参加了化学反应，既不是反应物也不是生成物，应算作反应条件，故写反应表达式时放在箭头的上方，如过氧化氢水＋氧气。

3．分解反应

(1)定义：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。

(2)特征：“多变一”，可用通式：AB―→A＋B表示。

4．工业制氧气

(1)分离液态空气制取氧气

①操作过程：

空气液态空气(约－200 ℃

②分离液态空气制取氧气的微观解释

小贴士：液氮的沸点－196 ℃，液氧的沸点－183 ℃。液氧存放于蓝色钢瓶里。

(2)膜分离技术制取氧气

操作过程：空气含氧气较多的富氧空气含氧90%以上的富氧空气。

空气是一种混合物，工业上以空气为原料制取氧气的本质就是将氧气与空气中的其他成分分离开来，并没有生成新的物质，发生的是物理变化，不是分解反应。

5．装置气密性的检查

装置的连接和装置气密性的检查是保证成功制取气体的前提。

检查装置气密性的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内的压强所产生的现象(如气泡的产生、水柱的形成或上升、液面的下降与升高等)来判断气密性的好坏。根据制取气体装置的不同，检查装置气密性的方法主要有：

(1)空气热胀冷缩法：如下图所示，此装置的检验方法是：连接好装置，把导管的一端浸入水中，用手紧握试管外壁，导管口若有气泡冒出，并且当松开手后，水又回升到导管中形成一段水柱，则证明该装置的气密性是良好的。

(2)注水法：如下图所示，连接好装置，将止水夹夹在胶皮管处，从长颈漏斗注水，一段时间后，液面不下降，说明装置气密性好。

6．过氧化氢和高锰酸钾制取氧气对比

7．氧气的检验和验满

(1)氧气的检验就是根据氧气的特性，把带火星的木条插入集气瓶中，根据带火星的木条复燃来进行确定。

(2)氧气的验满是判断集气瓶内是否已经收集满氧气。收集方法不同验满的方法也不同：用排水法收集氧气把集气瓶扶正，瓶口逸出气泡→已收集满；向上排空气法收集氧气把带火星的木条放在集气瓶口，带火星木条复燃→已收集满。

氧气的检验和验满都用带火星的木条，但放到的位置不同：检验→插入瓶中；验满→放在瓶口。

8．分解反应与化合反应的关系

分解反应和化合反应都属于基本反应类型，它们是一对相反的过程。判断、区分抓特征。

明确化学反应的分类依据，理解化合反应、分解反应、氧化反应的概念，明晰它们之间的关系。

9．实验室制取氧气时如何选择装置

实验室通常用过氧化氢溶液、加热高锰酸钾的方法来制取氧气。由于反应物状态的不同和反应条件的不同，就决定了反应发生装置不同。

(1)实验室常用制取氧气的发生装置有两类：固液(或液液)常温(不加热)型装置(如图AB所示)和固体加热型装置(如图C所示)。

选择装置方法：

解答有关制取气体装置问题时，首先分清反应物状态和反应条件，然后选择适当的装置。