初中化学人教版九年级上册课题3 制取氧气学案

第九讲 氧气的制取方法

一、加热高锰酸钾制取氧气

【反应原理】

                            文字表达式：                     

【发生装置】

由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择                      的装置。

【收集装置】

氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应：                      。
由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应：                      。

 【实验步骤】

① 查：                      。

② 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并                      ，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。

③ 定：将试管    在铁架台上。

④ 点：    酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在        加热。

⑤ 收：        。

⑥ 移：把导管        。

⑦ 灭：    酒精灯。

【检    验】

将带火星的木条伸入到        ，如果                      ，说明是氧气。

【验   满】

（用排水法收集）                                 。

（用向上排空气法收集）将        放在        ，如果带火星的        ，说明氧气收集满了。

【注意事项】

①药品要平铺在试管底部，        。

②试管口要        ，防止药品中的水分或反应生成的水受热后变成水蒸气，遇        ，使试管炸裂。

③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口    处）。

④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。

⑤集气瓶充满水后    入水槽中（瓶口要在水面下）。

⑥加热时要先使试管        ，然后用酒精灯    对准药品所在部位加热。

⑦用排水法收集气体时，应注意当                      时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气                      ，证明已收集满。

⑧停止加热时，应                      ，再        。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会倒吸入热的试管内，使试管炸裂。

⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时    进入导管，不利于气体的导出。

⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片    ，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。

二、氯酸钾制取氧气

【反应原理】

                      文字表达式：                                            【实验装置】

和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同（试管口        ）。

三、过氧化氢制氧气

【反应原理】

                      文字表达式：                      【实验装置】

（1）步骤

①检查装置的           。

②向锥形瓶中加入           固体。

③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的           。

④向长颈漏斗（或分液漏斗）中                      。

⑤用                      收集。

（2）注意的问题

a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用           便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率，                      。

b．使用带有           的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到           ，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。

四、氧气的工业制法

1．原料：原料是空气。

2．原理：利用液态氮的    比液态氧的沸点低的原理。先将空气在低温条件下加压变为液态，再将液态空气缓缓升温至左右，氮气首先达到沸点从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。

3．方法：           ，其过程可以简单地表示如下：

4．贮存：氧气贮存在    钢瓶中。

注意：工业上以空气为原料制取氧气，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低。工业上在制取氧气的过程中，没有新物质生成，属于物理变化。

五、分解反应：

1.概念：由           反应生成                      的反应

2.特点：          

3.表达式: A  →  B  +  C  + ···

六、催化剂：

（1）概念：在化学反应中能    其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的                     

在反应前后                      的物质。

（2）特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率）

（3）注意：

         催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的    。

         催化剂的质量和化学性质在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。

                               有不同的催化剂，                      可能有几种催化剂。

（氧化铁、硫酸铜、红砖粉末、动物肝脏等也可以作催化剂）

（4）验证物质是催化剂

（1）将反应后的混合物过滤、洗净、干燥、称量，                      反应前后相等。

（2）将反应后的物质重复原实验,发现该物质                      ,也即化学性质反应前后不变。

1．（2023年福建省龙岩市漳平市中考一模·改编）如图A~E是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。

（1）写出标有字母a的仪器名称：______。

（2）实验室常用B、C装置组合制取并收集O2，反应文字表达式______。检验O2已收集满的方法是_______。

（3）若用A装置制取氧气，实验结束后发现试管破裂，可能原因是______（任写一点）。

（4）图F是根据B装置设计的简易制氧机的示意图。推断A剂和B剂分别是_______。

2. （2023年广东省东莞市东莞外国语学校中考一模·改编）如图是实验室制取气体的常用装置，试回答有关问题：v

、

（1）写出下列仪器的名称①______。

（2）若要用氯酸钾和二氧化锰制取纯净的氧气，选择的收集装置为______（在A-F中选择），反应的文字表达式为______。

（3）实验室用过氧化氢溶液制取氧气的文字表达式为______，装置C控制反应停止发生的原理是：关闭活塞，______。

（4）实验室里，常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制备甲烷，选择的是发生装置为______（填字母），用装置E而不用装置D收集甲烷，原因是______。

（5）用装置G和量筒组合可以用来收集并测量H2体积，在G中气体应从导管______（填“a”或“b”）端通入。

3．（2023年江苏省南京市建邺区中考二模·改编）实验室制取气体的部分装置如图所示，请结合图示回答问题。

（1）实验室用KClO3与MnO2混合固体制取O2的文字表达式为        。若用装置A为发生装置，还缺少的仪器是        。

（2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，选择装置D收集氧气时，证明集满的方法是        。

（3）小明用收集到的氧气做铁丝燃烧试验，没有成功，可能的原因是       

（4）实验室常用块状固体电石（主要成分是CaC2）与水在常温下反应制取乙炔（C2H2）气体，该反应很剧烈，应选择的发生装置是        （填字母）。可用装置F收集乙炔，据此可推测乙炔的相关性质是        。

1. （2022春•柯桥区期中）15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2．实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（　　）

A． B． 

C． D．

2.（2022春•垦利区期末）下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（　　）

A．选择制取气体的原理时，应考虑反应速率，且速率越快越好 

B．用排水法收集氧气时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体 

C．用向下排空气法收集氧气需要在瓶口处验满 

D．用带火星的木条检验氧气

3．某同学加热氯酸钾制氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰放入氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比(   )           

A. 反应速率不变，生成氧气质量增加                      B. 反应速率不变，生成氧气质量不变
C. 反应速率加快，生成氧气质量不变                      D. 反应速率加快，生成氧气质量增加

4．下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中正确的是（   ）           

A. 检查气密性，先将导管放入水中B. 一点燃酒精灯，立即收集气体
C. 集满气体后，按图示移出集气瓶 D. 实验结束，先熄灭酒精灯

5．某兴趣小组用 30%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法错误的是（   ） 

A. 图 2 中冰水混合物的作用是将水蒸气冷凝
B. 图 3、4 对比可知，温度会影响化学反应速率
C. 图 1、4 对比可知，是否加入催化剂会影响化学反应速度
D. 图 1、2 对比可知，1 中未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度

6．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变  ②性质不变  ③能增加生成物的质量  ④催化剂在反应中都是加快反应速率  ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂  ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（   ）           

A. ②③⑤                                  B. ①④⑤                                 C. ①⑥                                 D. 全部

7．能正确反映对应变化关系的图像是（     ）

A． 用两份等质量、等浓度的过氧化氢溶液分别制取氧气

B． 加热一定量的氯酸钾和二氧化锰的混合物

C． 镁条燃烧

D． 在一定量过氧化氢溶液中加入少量的二氧化锰

8．过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多．化学兴趣小组同学设计如图四组实验，比较两种物质的催化效果，其中观察效果较差的是（   ）

A．第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积变化的快慢

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，观察木条能否复燃

D．第四组分两次实验，观察比较在相同时间内量筒收集气体的体积大小

9．实验室制取氧气可供选择的仪器或装置如下图所示。

（1）写出仪器②的名称： _______。

（2）若用氯酸钾制取氧气，应选择制取装置________（填序号）。当观察到_____，证明氧气已经集满。收集完毕，用玻璃片的_______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口，写出该反应的符号表达式_______，该反应属于_______基本反应类型。

（3）如何检验生成的气体是氧气？写出对应的实验步骤，实验现象和实验结论。

（4）若采用加热高锰酸钾法制取氧气，则 B 装置还需要做改进是_______， 目的是_______。

（5）已知氨气极易溶于水，密度小于空气且不与空气中成分发生反应。若用C 装置排空气法收集氨气，则氨气应从_______口通入（填“a”或者“b”）；若用D 装置收集氨气，油层的作用是_______。

10．实验室制取某些气体所用的装置如图所示，请回答：

（1）图中标号①的仪器名称是__________________。

（2）组装好气体发生装置后，应该先检查装置_________________，然后再添加药品。

（3）实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________________（填序号，下同），该反应的化学方程式是__________________。

（4）欲收集密度比空气大的气体，应该选择的装置是__________________。

（5）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图G所示），观察到的现象是_____。

11．（2022•上杭县模拟）化学是一门以实验为基础的自然科学。某化学小组利用如图仪器和装置探究气体的制取方法和性质。

（1）写出图B中标号仪器名称：①　    　；

（2）实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，选择装置时，若要控制液体滴加速率，获得平稳气流，应选择的发生装置是 　　（填装置编号，从装置A～F中选择，下同）；若收集一瓶比较干燥的氧气，最好选用的收集装置是 　　，用该装置收集氧气时，检验气体是否收集满的方法（包括操作、现象、结论三方面） 　                　。

（3）若选择G装置用排空气法收集氧气时，气体从 　　（填m或n）端通入。

（4）甲烷是密度小于空气、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷。制取甲烷的发生装置应选择 　　（填装置编号，从装置A～F中选择，下同），收集装置应选择 　    　。

（5）请从微观角度解释木炭、石蜡等可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈的原因 　                                                  　。

12．（2022•广州模拟）学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化作用呢？于是进行了以下探究。

（猜想）

（1）Ⅰ.氧化铜不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变。

Ⅱ.氧化铜参与反应，反应前后质量和化学性质发生了改变。

Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂，反应前后 　                   　。

（实验）用天平称量0.2g氧化铜，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，实验过程如下：

（2）步骤③现象是试管内有 　　放出，带火星木条复燃；步骤⑥的结果是 　                             　。

（3）步骤⑦的现象是溶液中有大量气泡产生，　               　；由此可得出结论；综上证明猜想 　　（填序号）成立。

（4）步骤①的目的是 　   　。

（5）过氧化氢被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的表达式为 　            　。

（6）有同学想验证氧化铜与二氧化锰的催化效果谁更好，请你帮他设计实验探究并简要写下实验方案 　                                                   　。

【答案】一

【反应原理】2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑   高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

【发生装置】加热固体制备气体

【收集装置】排水法收集气体    向上排空气法收集气体。

【实验步骤】①检查装置的气密性。②在试管口放一团棉花  ③固定 ④点燃  试管底部

⑤收集氧气  ⑥移出水槽  ⑦熄灭

【检    验】集气瓶内  带火星的木条复燃

【验   满】如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。

带火星的木条  集气瓶口    木条复燃

【注意事项】①均匀受热。②略向下倾抖    冷凝结成水    ③1/3 ⑤倒放  ⑥均匀受热  外焰

⑦气泡连续均匀冒出   瓶口有大气泡冒出时  ⑧先把导管从水里撤出  熄灭酒精灯。⑨粉末⑩正放，

二、【反应原理】2KClO32KCl + 3O2↑    氯酸钾氯化钾+氧气

【实验装置】无棉花团

三、

【反应原理】2H2O2  2H2O + O2↑    过氧化氢水+氧气

【实验装置】

（1）①气密性。②二氧化锰   ③双孔塞   ④加入过氧化氢溶液   ⑤ 排水集气法

（2）a长颈漏斗    获得平稳气流   b．长颈漏斗   液面以下

四、氧气的工业制法

2．沸点  3 分离液态空气   4蓝色

五、分解反应：

1.一种物质   两种及以上物质  2 一变多

六、（1） 改变   化学性质和质量   没有发生变化 （2）产率   不同的化学反应   同一化学反应

（4）先验证物质质量    仍具有催化作用

1．

（1）水槽   

（2）①.过氧化氢水+氧气    将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满   

（3）实验结束时先熄灭酒精灯后撤离导管，导致水槽中的水倒吸进试管中（其它答案合理均可）   

（4）过氧化氢溶液和二氧化锰（顺序写反、写成化学式也可得分）

2.（1）酒精灯   

（2）F   氯酸钾氯化钾+氧气   

（3）过氧化氢水+氧气    试管内压强增大，试管中液体被压入长颈漏斗中，使得液体与固体分离，反应停止   

（4）A    甲烷密度小于空气   

（5）b

3．（1）酒精灯。

（2）氯酸钾氯化钾+氧气；

（3）排水法收集氧气时，刚开始冒出气泡时就开始收集，得到的氧气中主要为空气，氧气浓度太低。（其他合理答案也可以）。

（4）B  乙炔不易溶于水或难溶于水

1. D

2.D

3．D  

4．A  

5．C  

6．C  

7．D

8．C

9．（1）锥形瓶  

（2） BF     集气瓶口有大气泡冒出时    磨砂面    KClO3KCl + O2（2分）  分解反应   

（3）

（4）在试管口放一团棉花    防止粉末进入导管   

（5） b    防止氨气溶于水

10．（1）分液漏斗   

（2）气密性   

（3）A    2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

（4）D   

（5）发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体   

11．（1）分液漏斗；

（2）B；E；用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满；

（3）m；

（4）C；D或F；

（5）单位体积的空间里氧分子的数目越多，反应就越剧烈。

12．（1）质量和化学性质不变；

（2）气泡；氧化铜的质量仍为0.2g；

（3）带火星木条复燃；Ⅲ；

（4）对照；

（5）2H2O22H2O+O2↑；

（6）向A、B试管中分别加入5mL5%的过氧化氢溶液，A试管中加入0.2g二氧化锰，B试管中加入0.2g氧化铜，比较产生相同体积气体所用时间。