2026-2027 学年九年级化学上册同步精品讲义(人教新版)-2.3 制取氧气 第1课时(培优讲义)原卷+解析
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课时1 制取氧气
考点 1 加热高锰酸钾制取氧气
1.加热高锰酸钾制取氧气的方法
拓展延伸:
①仪器的组装要按先下后上、从左到右的顺序进行。
②试管内的导管略露出橡胶塞即可,便于气体导出。
③用排水法收集气体时,应先将集气瓶盛满水,用玻璃片盖住瓶口,再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内;待集满气后,先撤出导管并在水面下用玻璃片盖住瓶口,再将集气瓶移出水面。
④药品要平铺在试管底部,便于均匀受热。
⑤试管口要略向下倾斜,防止冷凝水回流至热的试管底部,使试管炸裂。
⑥试管口要放一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管。
⑦实验结束时,要先把导管移出水槽,然后再熄灭酒精灯,否则试管内气体的温度降低,压强减小,水槽里的水倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
⑧用高锰酸钾制取氧气的实验步骤可概括为“查、装、定、点、收、移、熄”,谐音记忆为“茶、庄、定、点、收、利、息”。
【进阶典例】(2026·福建·中考真题)利用高锰酸钾制取氧气并验证氧气性质的实验中,下列操作或装置错误的是( )
A.检查气密性B.发生装置
C.准备收集D.验证性质
【拔高典例】(2026·湖北武汉·一模)实验技能是学习化学的基础和保证。下面为某学习小组在实验室制取氧气,请回答问题:
(1)仪器a的名称 _____。
(2)将KMnO4装入A中试管,试管口放一团棉花是因为 ___________。
(3)利用注射器可检查装置B的气密性,将活塞缓慢向外拉,若观察到___________则证明气密性良好。
(4)实验室用F装置收集H2气体,气体从 ___口进。(填c或d)
【对点练1】(2026·内蒙古·中考真题)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气。发生装置如下图所示,符合实验要求的是( )
A.试管口倾斜方向B.铁夹夹持的位置
C.酒精灯加热部位D.试管口放置棉花
【对点练2】(25-26九年级上·江苏南通·期末)实验室用高锰酸钾制取氧气、氧气的性质实验的实验装置及操作正确的是
A.装置甲加入试剂B.装置乙制取氧气
C.装置丙收集氧气D.装置丁进行铁丝在氧气中燃烧
考点 2 工业制氧气的方法
1.分离液态空气法
工业上根据液态氧和液态氮的 ,采用 的方法获得氧气。(属于 变化)
在低温高压的条件下压缩空气使其液化,随后控制温度使沸点较低的液态氮先从液态空气中分离出来,剩下就是沸点较高的液态氧,把氧气加压贮存在淡蓝色钢瓶中备用。
2.原理:利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透 不同的性质,从而达到分离的目的。渗透速率大的气体穿透薄膜而得到富集,渗透速率小的气体则被截留。使用膜分离制氧机时,空气透过特定薄膜,氧气和氮气在膜的两侧分别富集。(属于 变化)
3.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 变化)。
归纳总结
【进阶典例】(2026·贵州黔东南·二模)如图1是工业分离液态空气制取氧气的有关流程,如图2是氮气和氧气的沸点。下列说法不正确的是
图2
A.用燃着的木条可以区分空气、氧气和氮气
B.工业分离液态空气得到的氧气属于纯净物
C.过程中未发生化学变化
D.结合图1和图2中数据可知,氮气先转变为气体,从液态空气中分离出来
【拔高典例】(2025·云南曲靖·三模)下列有关空气成分说法不正确的是
A.工业上常利用液氮与液氧的密度不同,分离液态空气获得氧气
B.空气是由多种物质组成的混合物
C.氮气化学性质不活泼,可用来延长食品保质期
D.空气中氮气约占总体积的78%,稀有气体约占总体积的0.94%
【对点练1】(2026·内蒙古赤峰·模拟预测)认真阅读下列材料,回答有关问题:
生活中有时需要用到高浓度氧气,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机。氧气瓶和氧气袋中的高浓度氧气一般用深冷法制得,该方法利用物质的沸点差异,从空气中分离出氧气。通过该方法得到的高浓度氧气中还会混有少量稀有气体。
制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等,其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图1.变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将氮气、氧气通过某种沸石分子筛,测定其对氮气、氧气的吸附情况、结果如图2(纵坐标数值越大,代表吸附量越大)。
吸氧对于缺氧人群有一定作用,但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响,因此不能盲目吸氧。
(1)深冷法制氧利用了物质的______(填“物理性质”或“化学性质”)差异。
(2)由图2可知,25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2,证据是_____。
(3)健康人_____(填“可以”或“不可以”)高流量吸氧。
【对点练2】(2026·山东泰安·一模)下列说法不正确的是( )
A.自然界中,氧气大多来自植物的光合作用
B.工业上,使用氧气的量较大,一般采用分离液态空气制氧气
C.家用制氧机有的是通过吸附空气中的氮气得到较纯的氧气,该过程发生了物理变化
D.氧气是很好的燃料
考点 3 分解过氧化氢制取氧气
1.过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
2.用过氧化氢溶液制取氧气
【进阶典例】(2026·广东东莞·二模)某化学小组进行“氧气的实验室制取与性质”实验,完成下面小题
1.涉及的下列装置及操作错误的是( )
A.制备B.收集
C.检验D.性质
2.下列图标与本实验无关的是( )
A.护目镜B.排风
C.禁止明火D.用电
【拔高典例】(2026·福建厦门·模拟预测)选用、10%双氧水和二氧化锰,遵循气泡在水中连续、均匀冒出才开始集气;假设:气泡,10个气泡/秒。在图1、2所示实验中,学习小组发现:在装置气密性良好下,短时内,气体发生装置选用锥形瓶与选用大试管,经氧气传感器测得前者所得氧气含量远小于后者。此现象原因是( )
A.反应物不足B.后者中的分解
C.装置漏气严重D.短时间内前者收集得气体为空气
【对点练1】(2026·福建福州·模拟预测)下图是实验室用过氧化氢溶液制取并收集氧气的装置图。下列说法正确的是( )
A.过氧化氢溶液不需要条件即可快速分解制得大量氧气
B.可以将长颈漏斗口换成漏斗
C.集满氧气的集气瓶盖好毛玻璃片正放在实验桌上
D.观察到导气管口有气泡冒出时立即开始收集氧气
【对点练2】(2026·湖北孝感·二模)某兴趣小组设计并制作了如图所示的简易制氧机。下列说法不正确的是( )
A.该装置具有的优点是操作简单、廉价易得
B.MnO2在反应中起催化作用
C.根据瓶B单位时间内产生气泡的多少,可判断产生O2的纯度
D.瓶A中液体温度逐渐升高说明该反应放热
1.(2026·江苏苏州·中考真题)加热高锰酸钾固体制氧气实验中,一定不需用到的仪器是( )
A.铁架台B.长颈漏斗
C.试管D.酒精灯
2.(2026·江苏连云港·中考真题)实验室用制取并进行性质实验。下列装置和操作能达到目的的是( )
A.制取B.收集
C.验满D.Fe丝在中燃烧
3.(2026·甘肃陇南·三模)下列是实验室制取氧气实验的部分操作,其中不正确的是( )
A.检查气密性B.装高锰酸钾
C.固定试管并加热D.收集氧气
4.(2026·吉林长春·三模)在高锰酸钾制取氧气实验中,不需要用到的实验图标是( )
A.护目镜B.明火
C.排风D.洗手
5.(2026·广东清远·二模)关于实验室制取氧气,下列实验操作正确的是( )
A.连接橡皮塞与试管B.制取氧气
C.验满D.用高锰酸钾制取氧气
7.(2026·福建泉州·模拟预测)制取氧气并做木炭在氧气中燃烧的实验如图所示。下列说法正确的是( )
A.试管口放置棉花团是为了吸收水蒸气B.有气泡冒出即可收集气体
C.红热木炭应迅速伸入集气瓶瓶底D.试管口略向下倾斜是防止冷凝水倒流
8.(2026·山东东营·二模)下列行为中,符合实验室安全要求的是( )
A.实验结束后,剩余药品倒入下水道
B.使用滴瓶上的滴管滴加试剂后,立即用蒸馏水洗净滴管并放回原瓶
C.刚加热过高锰酸钾的试管,立即用冷水冲洗
D.点燃可燃性气体前要检验气体的纯度
9.(2026·安徽合肥·一模)下列关于氧气及其制取,说法不合理的是( )
A.工业分离液态空气制取氧气是化学变化
B.实验室利用过氧化氢溶液制取氧气更符合绿色化学
C.实验室利用高锰酸钾制取氧气,水槽内的水变红了,可能是试管口未放棉花
D.可利用带火星的小木条伸入制取的气体,检验该气体是否是氧气
10.(2026·宁夏银川·二模)空气是人类生产活动的重要资源。下列关于空气的说法不正确的是( )
A.空气是工业制取氧气廉价、易得的原料
B.人体在呼吸空气时,呼出的气体中含量最多的是氮气
C.通常可以用占空气质量分数0.94%的稀有气体作为电光源
D.空气中的氮气化学性质不活泼,可以做保护气
11.(2025·江苏南京·中考真题)空气是人类生产活动的重要资源。下列说法不正确的是( )
A.植树造林可改善空气质量
B.臭氧层破坏与空气污染无关
C.空气是工业制取氧气廉价、易得的原料
D.空气中的稀有气体所占比例虽小,但用途广泛
12.(2025·江苏扬州·二模)“吸氧”是心肺类疾病的治疗方式。某医用吸氧装置部分构造如图,下列有关说法不正确的是( )
A.氧气湿化瓶有润湿氧气的作用
B.分离液态空气法制液氧的过程是分解反应
C.保持液氧化学性质的最小微观粒子是氧分子
D.液氧的化学性质活泼,在运输时应注意安全
13.(2026·广东肇庆·三模)下列实验室制取、收集、验满、验证氧气性质的操作中正确的是( )
A.发生装置B.收集气体
C.验满氧气D.验证性质
14.(2026·河北唐山·二模)如图是某同学利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作的简易供氧器,其中吸管和输液管相当于实验室的( )
A.试管B.导管
C.滴管D.玻璃棒
15.(2026·广西贵港·三模)创新实验小组用奶茶杯、小塑料杯、吸管等设计“自制供氧机”,其透视原理图如图所示。下列说法正确的是( )
A.奶茶杯中的质量逐渐减少
B.控制的浓度可调节产气速率
C.奶茶杯壁温热,说明反应吸收热量
D.小塑料杯的水中产生气泡,说明奶茶杯气密性差
16.(2026·山西吕梁·二模)实验小组同学们利用如图装置进行探究实验。有关分析正确的是( )
A.图甲实验观察到有大量气泡产生B.图乙实验产生气体量比甲更多
C.图乙实验前后二氧化锰质量不变D.实验中产生的气体具有可燃性
17.(2026·江苏无锡·二模)利用下图装置来制取干燥的氧气。装置气密性良好,图①中的燃烧匙可以上下移动,碱石灰用于干燥氧气。下列说法正确的是 ( )
A.将图①装置中的燃烧匙提离液面后,则不再产生氧气
B.实验中,利用图②和图④的装置收集的氧气均不够干燥
C.若用图③装置收集氧气,可将带火星的木条放在b导管口处验满
D.若用图④装置测量生成氧气的体积,集气瓶上方原有的空气对测量结果无影响
18.(2025·河北石家庄·模拟预测)兴趣小组同学用图1所示装置完成加热高锰酸钾并收集一瓶氧气的任务,集气瓶内液面的高度随加热时间的变化如图2所示,其中P点时将集气瓶从水槽中取出。下列说法正确的是( )
A.M点:导管口有气泡冒出,表示可以开始收集
B.N点:将试管内固体经溶解、过滤、蒸发,可得到二氧化锰
C.P点:试管中可能含有两种固体
D.M→N固体减少的质量等于集气瓶内减少的水的质量
19.(25-26九年级上·湖北武汉·期中)下列图象中有关量的变化趋势与对应叙述关系正确的是( )
A.加热一定质量的高锰酸钾制氧气,固体中氧元素的质量随时间变化关系
B.用一定质量的过氧化氢溶液制取氧气,实验中水的质量随时间变化关系
C.用等质量等浓度的过氧化氢溶液制取氧气的质量随时间变化关系
D.密闭装置内燃烧一定质量的红磷,装置内固体总质量随时间变化关系
1.(2026·海南省直辖县级单位·二模)气体的制取是初中化学学习的重要内容。根据右图装置回答问题。
(1)图中仪器①的名称是______。
(2)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气,应选用图中的装置组合是______(填字母编号)。
2.(2026·黑龙江大庆·二模)按要求回答下列有关氧气制取和性质实验的问题。
Ⅰ.下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:①________;
(2)同学们用一定质量的高锰酸钾制取氧气,并通过排水量测定所收集到的氧气体积,请你完成下列分析过程:
①小德在实验过程中发现F中的水变成了红色,原因是_________。
②若各装置的连接顺序是:a→b→c→d,那么F装置内导管(“b”或“c”)应该怎样延伸__________(选“A”或“B”)。
③若忽略氧气在水中的溶解性及压强变化的影响,当小德开始做实验时未将装置F 装满水,但是所装水的体积一定大于生成氧气的体积,则最终测得的氧气体积将会_________。(填“偏小”、“偏大”或“不变”)
Ⅱ.同学们接下来利用了传感器进行了有关氧气的实验。
(3)同学们细心地记录白磷燃烧的过程中的温度变化情况并绘制了相关图像。通过图像可知,将注射器中的过氧化氢溶液推进试管中的时间最接近t1-t4的哪个时间:_________。
Ⅲ.认识和了解与实验有关的图标,对安全进行化学实验具有重要意义。
(4)图标①的目的是________,做硫燃烧实验时,需要图标④的理由是______________________。
3.(2026·吉林长春·模拟预测)实验小组的同学选择下列装置制取氧气并验证氧气的性质。回答下列问题:
(1)仪器①的名称是________。
(2)用高锰酸钾制取氧气,选择图_______________做发生装置。
(3)若要收集纯净的氧气,可采用的收集方式为______________。
(4)在进行图丙实验时,下列图标需要标注的是_____________(填字母序号)。
A.B.C.
4.(2026·内蒙古通辽·二模)氧气是我们周围重要的化学物质,它在日常生产生活中应用广泛。根据下列装置图,回答下列问题:
【实验Ⅰ】气体的制取
(1)A为实验室用高锰酸钾制取的发生装置,该装置的不足之处是____________;若要收集一瓶纯度较高的,则气体应从B装置____________(填“a”或“b”)导管通入。
【实验Ⅱ】基于特定需求设计和制作简易供氧器
(2)上图为某品牌“便携式制氧机”的工作示意图,图中“通道”相当于C装置中_______(填“c”或“d”)导管,图中“加湿仓”中水的作用是_____________(只写一条,合理即可)
5.(2026·湖南长沙·三模)实验室制取气体是初中化学重要的实验技能,也是很多学生必做实验的重要组成部分。某校化学兴趣小组围绕“氧气的制取与性质”开展项目式学习活动。
(1)仪器①的名称为___。
(2)小组同学选用高锰酸钾制取较纯净的氧气,应选择的装置组合为___(填装置序号),若用装置D收集氧气,当观察到_____时,说明氧气已收集满。
(3)如图E,小组同学将红热的铁丝伸入盛满氧气的集气瓶中。预先在瓶底放入少量水,目的是__。
6.(2026·河南郑州·二模)化学实验课上,小锋同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气,请回答下列问题。
(1)仪器①的名称是______。
(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选择的发生和收集装置组合______(填字母代号)。
(3)用装置E收集氧气时,是利用了氧气______的性质。
7.(2026·湖南长沙·二模)化学是一门以实验为基础的科学,请根据下列实验装置图回答问题。
(1)装置B中标号①的仪器名称是________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生装置应选择________(从A~E中选择)。
(3)如图F,红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时,要由瓶口向下缓慢插入的原因是________,实验Ⅲ中的现象是________。
8.(25-26九年级上·湖南长沙·期末)根据氧气的制取和性质实验,回答下列问题。
(1)若用装置A加热KMnO4制取O2,图中a处需补充仪器的名称是___________。
(2)上图装置B中分液漏斗的作用是___________。
(3)点燃石英玻璃燃烧匙中的硫粉立即伸入装置C中,产生淡蓝色火焰,然后通入O2,产生明亮的蓝紫色火焰。对比通入O2前后的现象,可得出硫燃烧的剧烈程度与___________有关。
(4)装置C中气球的作用是___________。
9.(2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测)实验室有下列实验用品:高锰酸钾、锌粒、大理石、稀盐酸、稀硫酸及相关仪器等。请回答下列问题:
Ⅰ.实验室制取气体
(1)仪器a的名称是________;
(2)用装置A加热高锰酸钾制氧气时发生反应的化学方程式为________;若要收集较纯净的氧气,应选用的收集装置是________(填字母);
(3)若用E装置制氧气(注射器A中装有过氧化氢溶液,注射器B中装有蒸馏水),由于试剂不足,没有收集到足够的氧气。在不拆解装置、不添加反应物的情况下,要再多收集一些氧气,应进行的操作是________。
Ⅱ.性质实验
(4)光亮的细铁丝在空气中加热只能红热,在氧气中却可以被点燃,剧烈燃烧,火星四射,放热,生成________色固体。你认为细铁丝在空气中只能红热,在氧气中可以被点燃的原因是________。
Ⅲ.改进实验
(5)用气密性良好的F装置制取氢气。夹紧止水夹,F中多孔隔板处观察到的现象依次是________→________→________(用图中“甲、乙、丙”进行排序,在此过程中隔板位置未移动),在此过程中,长颈漏斗的作用是________。
10.(2025·新疆克孜勒苏·一模)氧气是一种重要的气体,人们一直寻找通过各种方法获得所需的氧气。
项目一:工业上制取氧气
(1)工业上一般采用分离液态空气制取氧气,在生产中要控制温度在-196℃~-183℃之间。该过程主要发生__________(填“物理”或“化学”)变化。
项目二:实验室制取氧气
某化学兴趣小组的同学利用过氧化氢溶液、二氧化锰、高锰酸钾,开展氧气的实验室制取和有关性质的研究。请结合下列实验装置,回答有关问题。
(2)写出图中标号仪器的名称:①________;②________。
(3)根据所给的药品,实验室里选择一种节能环保、操作简便的方法制取氧气,所选的药品是________。
(4)实验室中用高锰酸钾制取氧气,发生反应的文字表达式为________。实验室要收集一瓶氧气做铁丝燃烧的实验,收集装置最好应选择________(从C~E中选)。
(5)装置F有多种用途,若采用排空气法收集氧气时,气体应从m管口通入集气瓶中,此时如何验满氧气________。
项目三:家庭中制取氧气
(6)某家庭制氧机上有湿化瓶装置。人吸氧时观察到瓶中有气泡。湿化瓶装置类似于如图。关于该装置,下列说法正确的有__________(填字母序号)。
A.b导管连接制氧机
B.b导管连接人吸氧气的塑料管
C.使用该装置可以观测是否有氧气输出
D.使用该装置可以观测氧气输出的速率
11.(2026·广东汕头·一模)化学社团的同学在学习完氧气制法之后,对制作的“便携式制氧机”进行了研究性学习。
(1)工业上制氧利用液氧、液氮的_____不同,分离液态空气。
(2)实验室制氧
①可用图1中两个装置制取氧气,其中仪器a的名称是_____。
②若选择合适药品,利用装置A制备氧气,写出相应的化学方程式_____,用集气瓶收集气体后,检验该气体为氧气的方法是_____。
③用排水法收集氧气时,当观察到_____,说明已收集满。
(3)便携式制氧机
①便携式制氧机的结构示意图如图2所示。使用时,将适量水倒入反应舱即可制氧。
过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)受热易分解,且溶于水时生成Na2CO3和H2O2。试推测过碳酸钠的保存方法_____。
②推测图2反应舱中MnO2的作用是_____
(4)化学兴趣小组利用身边物质制作了简易制氧机(如图3)。与便携式制氧机对比,该简易制氧机具有的优点是_____。(写一点)
12.(2026·湖南益阳·二模)某中学化学兴趣小组利用实验室常见仪器制取氧气并验证氧气的性质。
(1)写出图1中仪器①的名称:_____。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应选择的发生装置是______(填字母)。
(3)如图2,同学们用生活中的材料设计了自制简易制氧机,若想监测产生氧气的气流速度,可将______(填“a”或“b”)端导管伸入水面下。
(4)小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行如图3所示的实验,测得氧气的体积分数随时间变化曲线如图4所示。由图4可知,塑料瓶中氧气的体积分数在逐渐下降。BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的物理性质是_____,D点对应氧气的体积分数约为______%。
13.(2026·吉林·三模)根据下列实验装置图回答有关问题。
(1)写出标有字母a的仪器名称:___________
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,应选用的发生装置为___________(填字母)。
(3)若用装置C收集氧气,氧气应从___________(填“m”或“n”)端通入。
(4)图D是铁丝在氧气中燃烧的实验。实验过程中观察到铁丝剧烈燃烧,放热,___________。
试剂
高锰酸钾( 固体)
反应原理
文字表达式:
符号表达式:
实验装置
实验室里制取气体的装置包括 装置和 装置两部分。
发生装置的选择(依据:
和 )
①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。
②加热高锰酸钾制取氧气时,因高锰酸钾为固体,反应条件为加热,故选择固固加热型发生装置。
(2)收集装置的选择(依据:气体密度和气体溶解性)
装置类型
注意事项
导管口出现 的气泡时开始收集; 时气体收集满
导管 ,以保证 。
导管 ,以保证 。
适用气体
适用于
的气体
适用于
的气体
适用于 的气体
氧气的密度比空气的大,可选择 收集氧气;氧气不易溶于水且不与水反应,也可选择 收集氧气。
操作步骤
①检查装置气密性;
②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部,并在试管口放一团 ;
③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口14 ~ 13处,并使试管口 ;
④点燃酒精灯,先用酒精灯对试管 ,然后再将外焰对准药品部位集中加热;
⑤用排水法收集氧气——当导管口有 气泡冒出时,再收集;
⑥收集氧气结束后,先将导管移出水槽;
⑦再熄灭酒精灯。
验满
①排水法: ,证明已集满。
②向上排空气法: ,证明已集满。
解题点睛
一、关键操作细节(必考填空)
操作要点
具体原因(考试标准答案)
试管口要略向下倾斜
防止冷凝水倒流至热的试管底部,导致试管炸裂。
试管口塞一团棉花
防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管,堵塞导管或使水槽中的水变红。
铁夹夹在距试管口约1/3处
保证试管受热均匀且固定稳固。
先预热,再集中加热
防止试管因受热不均而炸裂。
导管口有气泡冒出时,不宜立即收集
刚开始排出的是装置中的空气,要等气泡连续、均匀冒出时才开始收集,否则氧气不纯。
实验结束先撤导管,后熄灯
防止水槽中的水倒吸进入热的试管,导致试管炸裂。
收集满的集气瓶正放
氧气密度比空气略大,正放能防止逸散。
二、两种收集方法的优劣(常考选择)
收集方法
排水集气法
向上排空气法
理由
氧气不易溶于水,且不与水反应
氧气密度比空气大,且不与空气成分反应
优点
收集的氧气较纯净
收集的氧气较干燥
缺点
氧气中含有少量水蒸气(不干燥)
氧气可能不纯(需验满)
验满方法
瓶口有大气泡冒出(无需验满)
将带火星的木条放在集气瓶口,若复燃则已满(注意:不是伸入瓶内)
物质
沸点
氮气
-195.8℃
氧气
-183.0℃
解题点睛
工业制氧气属于物理变化,实验室制氧气属于化学变化。
2. 工业制氧与实验室制氧核心本质区别(必考填空/判断)
对比项
工业制氧气(分离液态空气)
实验室制氧气(如加热高锰酸钾)
变化类型
物理变化(只是分子间隔改变,分子种类没变)
化学变化(有新的物质生成)
原理依据
利用各成分沸点不同
利用物质化学性质(分解反应)
原料
空气(廉价、取之不尽)
高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢等化学试剂
产物
氧气(以及氮气、稀有气体等副产品)
只有氧气(或与其他固体残留物一起)
是否除杂
只是分离,没有新物质
发生分解,生成新物质
3.高频易错点(陷阱题)
陷阱①:“工业制氧气利用的是氧气和氮气的密度不同。”( )
正解:利用的是沸点不同。
陷阱②:“工业制氧气发生了分解反应。”( )
正解:这是物理变化,分解反应专指化学变化
陷阱③:“液态空气升温时,先得到氧气。”( )
正解:氮气沸点低,先出来,留下的才是液态氧。
陷阱④:“工业上得到的氧气是纯净物。”( )
正解:工业制取的氧气是混合物(通常含有少量氮气等杂质,纯度约99%左右),实验室用排水法收集的氧气才相对纯净。
4.拓展延伸(与环保结合)
工业制氧的原料是空气,所以空气是宝贵的自然资源。
工业制氧剩余的“富氮空气”可用于制氮肥;得到的稀有气体可用于电光源。
记忆顺口溜(一句话搞定)
“空冷液,升温蒸,氮先跑,氧留下,物理变化记心间。”
(空气冷却变液态,升温蒸发时,氮气先蒸发,氧气留下,整个过程是物理变化。
实验步骤
实验现象
实验分析
实验结论
带火星的木条不复燃
常温下过氧化氢分解缓慢,在较短时间内放出的氧气很少,不足以使带火星的木条复燃
二氧化锰能
过氧化氢分解制取氧气的速率,二氧化锰本身
不变。
有大量气泡冒出,带火星的木条复燃
二氧化锰加速了过氧化氢的分解,放出的氧气使带火星的木条复燃
重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡冒出,带火星的木条复燃
氧气是过氧化氢分解产生的,二氧化锰只起加快过氧化氢分解的作用,二氧化锰的化学性质没有改变
试剂
过氧化氢溶液(无色液体)、二氧化锰(黑色粉末)
反应原理
文字表达式:
符号表达式:
实验装置
实验步骤
①检查装置的气密性;
②向锥形瓶中装入二氧化锰固体;
③塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞;
④加入过氧化氢溶液;
⑤收集氧气。
注意事项
①A 装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率,从而 。
②B装置,要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下(形成 ),以防止 。
解题点睛
1.发生装置类型:固+液,不加热型(区别于高锰酸钾的“固+固,加热型”)。
2.典型装置组合:锥形瓶(或大试管)+ 长颈漏斗(或分液漏斗)+ 双孔橡皮塞 + 导管。
3.高频易错点(填空题陷阱)
陷阱①:“过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气,二氧化锰是反应物。”( )
正解:二氧化锰是催化剂,反应前后质量和化学性质不变。
陷阱②:“二氧化锰可以增加氧气的产量。”( )
正解:催化剂只能改变速率,不能增加生成物质量。氧气的质量由过氧化氢的质量决定。
陷阱③:“长颈漏斗末端在液面上方也可以。”( )
正解:必须浸入液面以下形成液封,否则氧气从漏斗口逸出。
陷阱④:“用过氧化氢法制氧气,试管口要略向下倾斜。”( )
正解:只有高锰酸钾法(固+固加热型)需要略向下倾斜。过氧化氢法不加热,无冷凝水,不需要向下倾斜。
陷阱⑤:“催化剂在反应前后所有性质都不变。”( )
正解:是化学性质不变,物理性质可能改变(如变成粉末状)。
4.拓展补充(对比):硫酸铜溶液、氧化铁、红砖粉末(主要含氧化铁)等也可作为过氧化氢分解的催化剂。
记忆口诀
“双氧水,二氧化锰作催化,固液不加热,液封防跑气,控制速度用漏斗。”
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