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沪教版（2024）九年级上册（2024）第3节 氧气的制备优秀教学课件ppt
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这是一份沪教版（2024）九年级上册（2024）第3节 氧气的制备优秀教学课件ppt，文件包含23氧气的制备课件pptx、23氧气的制备-docx、工业制氧气一分离液态空气法mp4、高锰酸钾分解制氧气mp4等4份课件配套教学资源，其中PPT共39页， 欢迎下载使用。
认识工业制取氧气的思路和方法；
学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤;
养成严格遵守实验规则的意识，初步形成实验室制备气体的一般思路。
我们知道氧气有许多用途，在医疗和工业等方面需要大量的氧气，这些氧气是如何获取的呢？
在标准大气压，-183℃时，氧气变为淡蓝色液体；-218.4℃时氧气变成淡蓝色固体。工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色钢瓶中。
模块一 从空气中分离出氧气
空气中99%都是氮气和氧气，另外在标准大气压下，氧气沸点为-183℃，氮气的沸点为-196℃。你能设计出从空气中获取氧气的方案吗？
沸点低的液态氮就从空气中分离出来，剩余的液态空气和沸点高的液态氧贮存于钢瓶。
从空气中分离出氧气
利用氮气和氧气的沸点不同。
（3）分离液态空气属于物理变化。
1、工业制氧气：分离液态空气法
2、工业制氧气：膜分离技术法
气体膜分离技术是利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透率不同的性质，从而达到分离的目的。属于物理变化。
3、工业制氧气：分子筛技术法
分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。属于物理变化。
模块二 利用化学反应制备氧气
【问题】下列哪些物质还有可能用来实验室制备氧气？
KCl KMnO4 KClO3 MnO2 H2O NH3 H2O2
选择试剂需考虑的因素：
①制氧气的原料须是含氧的物质。
②利用较简单的实验条件就能较快得到氧气。③生成的气体成分单一，便于收集。
在实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气。
[思路方法] 实验室制备氧气的思路:确定制备氧气的反应原理(选择药品及其发生的反应)→确定制备氧气的装置(依据反应物的状态和反应条件)→确定收集方法(依据氧气的密度及溶解性)→氧气的检验(依据氧气具有支持燃烧的性质)。
【问题】实验室用过氧化氢分解制备氧气的原理是什么？
过氧化氢制取氧气
纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。 过氧化氢的稳定性较差，在低温时会缓慢分解成水和氧气，但分解速度较慢。加热至153℃以上能剧烈分解，并放出大量的热。MnO2及许多重金属离子如铁、锰、铜等离子存在时，对其分解起催化作用。
（过氧化氢溶液：无色液体）
（二氧化锰：黑色固体）
气体制取装置 = 发生装置 + 收集装置
便于控制液体的滴加速率从而控制反应速率
（1）该实验中采取了什么方法加快反应速率： .
（2）采取了什么方法减慢反应速率： ； .
调节活塞，减慢液体滴加的速率
加水减小反应物过氧化氢的浓度
本套装置的优点（分液漏斗的优点）：
①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。②装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。④收集气体。
【收集方法】选择依据：密度、能否与空气反应溶解性、能否与水反应
①排水法：氧气不易溶于水。若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。②向上排空法：氧气密度比空气大。向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。
请根据氧气的性质讨论：1、怎样检验生成的气体是氧气？2、用集气瓶收集氧气时，怎样证明集气瓶已经充满了氧气？
检验：将带有火星的木条放入瓶内，木条复燃，说明是氧气。
①用排水法收集：当集气瓶的瓶口有气泡冒出时，证明已收集满。
②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
3、带火星木条复燃说明什么？这是什么物质的什么性质？
说明有大量氧气生成。氧气的助燃性。
4、为什么气体不再产生时，再多次加入过氧化氢溶液？想说明什么？
说明二氧化锰反应中不被消耗。二氧化锰是催化剂。起催化作用。
催化剂和催化作用
催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂。
催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
[注意] (1)二氧化锰不是在任何反应中都能起催化作用。(2)催化剂不会影响反应是否发生及产物的质量(3)“一变”“两不变”①催化剂不能改变生成物的质量；②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）；③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。
【催化剂的作用】催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等;在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化;酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。
闵恩泽（1924-2016）
【观察思考】下列三个化学反应有什么共同的特征？
碳酸氢铵 氨气 + 水 + 二氧化碳
碱式碳酸铜 氧化铜 + 水 + 二氧化碳
生成物有两种或两种以上
这个反应是由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，像这样的化学反应，称为分解反应。
分解反应：由一变多（AB A＋B）
化合反应：由多变一（A＋B AB）
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
加热高锰酸钾制氧气
(这也是一个分解反应)
（高锰酸钾固体：紫黑色）
（高锰酸钾溶液：紫红色）
【实验步骤】查、装、定、点、收、离、熄
①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花，用单孔塞塞紧。③固定装置：将试管固定在铁架台上。④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热，后对准药品部位加热。⑤收集气体：⑥将导管移出水槽。 ⑦再熄灭酒精灯。
高锰酸钾分解制氧气实验的注意事项1.检查装置气密性。2.在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。3.气体收集完毕时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。
加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制氧气
KClO3 KCl O2
①利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料；②物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集；③物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。
例1、 在双氧水制取氧气实验中，一定不需用到的仪器是（ ）A. 酒精灯B. 水槽C. 集气瓶D. 锥形瓶
【答案】A【解析】用双氧水制取氧气，属于固液不加热反应，无需酒精灯，锥形瓶是反应容器，氧气不易溶于水，可用排水法收集，收集装置可选集气瓶和水槽。
例2、下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是( )A． B． C． D．
【答案】A【详解】A、用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，由于反应需要加热，所以发生装置应选A；实验室用高锰酸钾制取氧气时，固体粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团，故正确； B、属于固液常温型，故错误；C、属于固液常温型，故错误； D、属于固液常温型，故错误。
例3、 如图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是( )
【答案】B【详解】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置①，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法③或向上排空气法收集。故选B。
A．①④B．①③C．②④D．②③
1．实验室用双氧水和二氧化锰混合制氧气，其中二氧化锰在此过程中属于（ ）A．反应物B．生成物C．催化剂D．无任何作用
【答案】C【详解】A、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是作反应物，故选项错误；B、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是生成物；C、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，故选项正确；D、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是无任何作用，故选项错误。
2．氧气在工农业生产、生活中有广泛的应用。下列有关氧气的说法正确的是（ ）A．实验室制取氧气时，一定需要加热B．氧气能燃烧，可用作火箭燃料C．食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质D．工业上利用分离液态空气制氧气有新物质生成
【答案】C【详解】A、实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，不需要加热；实验室用高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气时，需要加热，故实验室制取氧气时，不一定需要加热，说法错误，不符合题意；B、氧气具有助燃性，可用作火箭助燃剂，说法错误，不符合题意；C、食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质，说法正确，符合题意；D、工业上利用分离液态空气制氧气的过程中没有新物质生成，说法错误，不符合题意。
3．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
【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。
认识工业制取氧气的思路和方法；
学习实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验装置和实验步骤;
养成严格遵守实验规则的意识，初步形成实验室制备气体的一般思路。
我们知道氧气有许多用途，在医疗和工业等方面需要大量的氧气，这些氧气是如何获取的呢？
在标准大气压，-183℃时，氧气变为淡蓝色液体；-218.4℃时氧气变成淡蓝色固体。工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色钢瓶中。
模块一 从空气中分离出氧气
空气中99%都是氮气和氧气，另外在标准大气压下，氧气沸点为-183℃，氮气的沸点为-196℃。你能设计出从空气中获取氧气的方案吗？
沸点低的液态氮就从空气中分离出来，剩余的液态空气和沸点高的液态氧贮存于钢瓶。
从空气中分离出氧气
利用氮气和氧气的沸点不同。
（3）分离液态空气属于物理变化。
1、工业制氧气：分离液态空气法
2、工业制氧气：膜分离技术法
气体膜分离技术是利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透率不同的性质，从而达到分离的目的。属于物理变化。
3、工业制氧气：分子筛技术法
分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。属于物理变化。
模块二 利用化学反应制备氧气
【问题】下列哪些物质还有可能用来实验室制备氧气？
KCl KMnO4 KClO3 MnO2 H2O NH3 H2O2
选择试剂需考虑的因素：
①制氧气的原料须是含氧的物质。
②利用较简单的实验条件就能较快得到氧气。③生成的气体成分单一，便于收集。
在实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气。
[思路方法] 实验室制备氧气的思路:确定制备氧气的反应原理(选择药品及其发生的反应)→确定制备氧气的装置(依据反应物的状态和反应条件)→确定收集方法(依据氧气的密度及溶解性)→氧气的检验(依据氧气具有支持燃烧的性质)。
【问题】实验室用过氧化氢分解制备氧气的原理是什么？
过氧化氢制取氧气
纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，其水溶液俗称“双氧水”，为无色透明液体。 过氧化氢的稳定性较差，在低温时会缓慢分解成水和氧气，但分解速度较慢。加热至153℃以上能剧烈分解，并放出大量的热。MnO2及许多重金属离子如铁、锰、铜等离子存在时，对其分解起催化作用。
（过氧化氢溶液：无色液体）
（二氧化锰：黑色固体）
气体制取装置 = 发生装置 + 收集装置
便于控制液体的滴加速率从而控制反应速率
（1）该实验中采取了什么方法加快反应速率： .
（2）采取了什么方法减慢反应速率： ； .
调节活塞，减慢液体滴加的速率
加水减小反应物过氧化氢的浓度
本套装置的优点（分液漏斗的优点）：
①检查装置的气密性：连接装置后，塞紧橡皮塞。先关闭分液漏斗活塞，再将导管的末端放入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。②装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。④收集气体。
【收集方法】选择依据：密度、能否与空气反应溶解性、能否与水反应
①排水法：氧气不易溶于水。若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。②向上排空法：氧气密度比空气大。向上排空气法：若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（目的是为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已集满。
请根据氧气的性质讨论：1、怎样检验生成的气体是氧气？2、用集气瓶收集氧气时，怎样证明集气瓶已经充满了氧气？
检验：将带有火星的木条放入瓶内，木条复燃，说明是氧气。
①用排水法收集：当集气瓶的瓶口有气泡冒出时，证明已收集满。
②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。
3、带火星木条复燃说明什么？这是什么物质的什么性质？
说明有大量氧气生成。氧气的助燃性。
4、为什么气体不再产生时，再多次加入过氧化氢溶液？想说明什么？
说明二氧化锰反应中不被消耗。二氧化锰是催化剂。起催化作用。
催化剂和催化作用
催化剂：在化学反应中能增大化学反应速率，但本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂。
催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
[注意] (1)二氧化锰不是在任何反应中都能起催化作用。(2)催化剂不会影响反应是否发生及产物的质量(3)“一变”“两不变”①催化剂不能改变生成物的质量；②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）；③一种催化剂只针对某一反应，不同的反应，催化剂可能相同，某一反应的催化剂可能不只一种。
【催化剂的作用】催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等;在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化;酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。
闵恩泽（1924-2016）
【观察思考】下列三个化学反应有什么共同的特征？
碳酸氢铵 氨气 + 水 + 二氧化碳
碱式碳酸铜 氧化铜 + 水 + 二氧化碳
生成物有两种或两种以上
这个反应是由一种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应，像这样的化学反应，称为分解反应。
分解反应：由一变多（AB A＋B）
化合反应：由多变一（A＋B AB）
①化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
②分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
加热高锰酸钾制氧气
(这也是一个分解反应)
（高锰酸钾固体：紫黑色）
（高锰酸钾溶液：紫红色）
【实验步骤】查、装、定、点、收、离、熄
①检查装置的气密性：连接好装置，将导管末端放入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。②装入药品：将药品平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花，用单孔塞塞紧。③固定装置：将试管固定在铁架台上。④点燃酒精灯加热：先使试管均匀受热，后对准药品部位加热。⑤收集气体：⑥将导管移出水槽。 ⑦再熄灭酒精灯。
高锰酸钾分解制氧气实验的注意事项1.检查装置气密性。2.在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。3.气体收集完毕时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。
加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制氧气
KClO3 KCl O2
①利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料；②物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集；③物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。
例1、 在双氧水制取氧气实验中，一定不需用到的仪器是（ ）A. 酒精灯B. 水槽C. 集气瓶D. 锥形瓶
【答案】A【解析】用双氧水制取氧气，属于固液不加热反应，无需酒精灯，锥形瓶是反应容器，氧气不易溶于水，可用排水法收集，收集装置可选集气瓶和水槽。
例2、下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是( )A． B． C． D．
【答案】A【详解】A、用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，由于反应需要加热，所以发生装置应选A；实验室用高锰酸钾制取氧气时，固体粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团，故正确； B、属于固液常温型，故错误；C、属于固液常温型，故错误； D、属于固液常温型，故错误。
例3、 如图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是( )
【答案】B【详解】实验室用分解过氧化氢溶液的方法制取氧气时，反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置①，氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法③或向上排空气法收集。故选B。
A．①④B．①③C．②④D．②③
1．实验室用双氧水和二氧化锰混合制氧气，其中二氧化锰在此过程中属于（ ）A．反应物B．生成物C．催化剂D．无任何作用
【答案】C【详解】A、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是作反应物，故选项错误；B、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是生成物；C、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，故选项正确；D、在双氧水和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是作催化剂，而不是无任何作用，故选项错误。
2．氧气在工农业生产、生活中有广泛的应用。下列有关氧气的说法正确的是（ ）A．实验室制取氧气时，一定需要加热B．氧气能燃烧，可用作火箭燃料C．食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质D．工业上利用分离液态空气制氧气有新物质生成
【答案】C【详解】A、实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，不需要加热；实验室用高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气时，需要加热，故实验室制取氧气时，不一定需要加热，说法错误，不符合题意；B、氧气具有助燃性，可用作火箭助燃剂，说法错误，不符合题意；C、食品在空气中因与氧气发生缓慢氧化而变质，说法正确，符合题意；D、工业上利用分离液态空气制氧气的过程中没有新物质生成，说法错误，不符合题意。
3．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
【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。
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