2022年初三秋季标准教案4氧气的制取.pdf

氧气的制取适用学科初中化学适用年级初中三年级适用区域广州课时时长（分钟）120 分钟知识点1. 氧气的实验室制法2. 催化剂的概念3. 分解反应教学目标1. 初步学会实验室制取氧气的原理和操作方法2. 学会如何选择发生装置与收集装置3. 掌握催化剂的概念4. 掌握分解反应的特点教学重点探究实验室中氧气的制备方法教学难点探究实验室中氧气的制备方法教学过程一、复习预习1. 空气的组成；2. 空气中氧气含量的测定；3. 空气污染问题；4. 纯净物与混合物；5. 氧气的物理性质；6. 氧气的化学性质、常见物质在氧气中燃烧的实验现象及文字表达式；7. 氧气的用途；8. 化合反应的特点：多合一；9. 氧化反应的特点：物质与氧气的反应；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 二、知识讲解考点一 、氧气的实验室制法（化学变化） A B 1. 双氧水（过氧化氢）制取氧气A、药品：过氧化氢（H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2）B、实验原理：过氧化氢（H2O2）水（ H2O ） + 氧气（ O2）注 ：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用C、装置：固体与液体反应，不需加热（固液常温型）注意事项 ：、若用长颈漏斗，其下端应该伸入液面以下（液封），防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；分液漏斗则不用。、导管只需略微伸入试管塞、气密性检查A装置：用止水夹关闭，向长颈漏斗中加入水，一段时间后，水面不下降，就说明装置的气密性良好。B装置 : 用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。、装药品时，先装固体后装液体、 B装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。D、步骤：连、查、装（二氧化锰）、定、倒（过氧化氢溶液）、收2. 用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气A、药品：、高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）B、原理：MnO2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 加热氯酸钾（有少量的二氧化锰）：表达式：氯酸钾（KClO3）氯化钾（ KCl） + 氧气（ O2）注意： MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用加热高锰酸钾：表达式：高锰酸钾（KMnO4）锰酸钾（ K2MnO4）+ 二氧化锰（ MnO2） + 氧气（ O2）C、装置：加热固体制气体（固固加热型）D、操作步骤：（连） 查、装、定、点、收、离、熄。 连接装置：先下后上，从左到右的顺序。 检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，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。 装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）固 定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部加 热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。收 集气体：a、若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放 在桌面上 ( 密度比空气大) （防止气体逸出）b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）用排水法收集时，导管放在集气瓶口先将导管 移出水面再 停止加热E、易错事项：a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流, 使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。c). 用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花： 高猛酸钾粉末堵塞导管，不利于实验进行。d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。e). 实验结束后， 先将导气管移出水面, 然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。F、收集方法：排水法（不易溶于水）向上排空法（密度比空气大）MnO2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - G 、检验、验满检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气；验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。考点二 、催化剂：1、 概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。2、 特点：一改变（反应速率）、两不变（质量、化学性质）注意：催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行催化剂不是反应物、又不是生成物催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂某一反应的催化剂可能不只一种3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。( 在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末) 。在氯酸钾制取氧气中，二氧化锰的质量和化学性质不变，但质量分数变大。考点三、分解反应：1、概念：由一种物质反应生成两种及以上物质的反应2、特点：一变多考点四 、工业制法（分离液态空气法）原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。（1）具体过程如下：（2）物理变化（蒸馏）考点 / 易错点 1 空 气降温加压液态空气蒸发液态氧氮气沸点低（ 196） ，先蒸发出来装入天蓝色钢瓶中沸点较高（ 183）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 过氧化氢制取氧气，发生装置是固液常温型，这套装置在中考中考得比较常见。如气密性的检查，以及装置的优化。考点 / 易错点 2 用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气时，实验步骤及注意事项是中考中常考的考点 / 易错点 3 催化剂的特点：“一变二不变” ，这里的一变指的是改变化学反应速率（改变可以是加快，也可以是减慢） ，并不能增加或减少产物的质量；其次催化剂在反应前后本身的化学性质和质量都不变。考点 / 易错点 4 分解反应的特点与之前学过的化合反应不同，是“一分多”。考点 / 易错点 5 工业制取大量氧气的原理与实验室制取氧气的原理是不同的，工业制氧主要是利用空气中各成分的沸点不同，而将它们分离得到氧气，发生的是物理变化。三、例题精析【例题 1】实验室制取氧气的装置如图所示，下列有关叙述合理的是（）A 锥形瓶里加入少量二氧化锰粉末，分液漏斗里盛放双氧水B锥形瓶里加入高锰酸钾固体，分液漏斗里盛放蒸馏水C集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放在桌面上D当发生装置中液体与固体一接触产生了气泡即可收集【答案】 A【解析】 过氧化氢制备氧气装置，分液漏斗中装置的是双氧水，锥形瓶中放少量二氧化锰，集气瓶收集满气体后不应倒立在桌面上，实验时待导管口有稳定连续的气泡产生时再收集气体。【例题 2】下列关于催化剂的说法，正确的是（）A催化剂能改变化学反应速率B反应前后催化剂的质量改变C催化剂能加快化学反应速率D反应前后催化剂的化学性质改变【答案】A【 解 析 】 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）催化剂的特点可以概括为“一变二不变” ，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变催化剂只能改变化学反应速率，对生成物的质量无影响【例题 3】实验室用高锰酸钾制取氧气时有如下操作步骤：加热，检查装置的气密性，装药品，用排水法收集气体，从水槽中取出导气管，熄灭酒精灯，连接仪器。其中操作顺序正确的是（）A B C D 【答案】A【解析】 实验室制备氧的实验步骤，就是牢记七字原则：查、装、定、点、收、离、熄（谐音茶庄定点收利息） 。【例题 4】下列有关氧气的制取、收集、验满、性质的实验中错误的是（）【答案】 D 【解析】 细铁丝在氧气中燃烧实验中，有一个注意事项就是集气瓶底部需铺一层细沙或水，防止燃烧产物四氧化三铁温度过高导致集气瓶底部炸裂。【例题 5】某无毒气体的密度约是空气密度的5/9 ，且极难溶于水，那么收集该气体的方法是（）向上排空气法；向下排空气法；排水法。 A B C D【答案】 C 【解析】 气体的收集分为大致两种：排空气法和排水法。这都是由气体性质决定的，根据题精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 意气体极难溶于水，因此可以用排水法收集，而该气体密度是空气密度的5/9 ，也就是说比空气密度小，因此可以用向下排空气法收集。四、课堂运用【基础】1. 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，一定用不到的仪器是 ( ) A酒精灯 B集气瓶 C导管 D药匙【答案】 A 【解析】 实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，不需要加热，因此不用酒精灯。2实验室制取氧气时，通常采用排水集气法收集氧气，这是因为 ( ) A氧气不易溶于水 B氧气密度比空气大C氧气能支持燃烧 D氧气的化学性质比较活泼【答案】 A 【解析】 本题考查的是收集装置的选择，能用排水法收集的气体一定不易溶于水。3实验室制取氧气与工业制取氧气比较，下列叙述正确的是( ) A生产原料不同 B制取产物完全不同C都是化学反应 D都利用了物质的化学性质【答案】 A 【解析】 实验室制取氧气用的原料是过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾，发生的是化学变化，而工业制氧，原料是空气，是利用空气中各成分的沸点不同而得到氧气，发生的是物理变化。4. 实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（）A加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中B先将导管口移入集气瓶，再开始加热C收集 O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片D停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导气管【答案】 A 【解析】 图为实验室加热高锰酸钾制取氧气实验装置，加热前现将集气瓶装满水倒立在水槽中，待导管口有连续稳定的气泡的时候再收集氧气；等集气瓶收集满氧气时， 先盖上玻璃片然后移出水槽；待反应结束后， 应先移出导气管然后在熄灭酒精灯，以防水槽中的水倒吸。5验满氧气时的操作方法是( ) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - - A把燃着的木条伸入集气瓶中 B把燃着的木条放在集气瓶口C把带火星的木条伸入集气瓶 D把带火星的木条放在集气瓶口【答案】D【解析】 氧气的验满把带火星的木条放在集气瓶口，看木条是否复燃。6. 根据下图回答问题。 A B C D E (1) 写出标有序号仪器的名称：a_，b_。(2) 实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置是_( 填装置下方的字母序号) ，该化学反应的文字表达式为：_ ，检验氧气是否收集满的方法是_ 。(3) 若用 C装置制取氧气，则试管中应盛放的药品是_。(4) 图中D、E 是收集到的两瓶氧气，若进行铁丝在氧气中燃烧的实验，应选用的一瓶是_( 填 装 置 下 方 的 字 母 序 号 ) 。 实 验 中 可 观 察 到 铁 丝 剧 烈 燃 烧 ，_。【答案】 (1) 酒精灯 , 试管 (2)A 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气，将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃 (3)二氧化锰和双氧水( 或过氧化氢溶液) (4)E 火星四射，生成黑色固体【巩固】1. 下列有关氧气的叙述正确的是（）A氧气能和许多物质反应，所以氧气是一种很不稳定的气体B测定空气中氧气含量的实验中，不能将红磷换成木炭实验C给高锰酸钾加热，若不加二氧化锰就不会产生氧气D将带火星的木条插入集气瓶中，检验氧气是否集满【答案】 B 【解析】 氧气能与许多物质发生反应，所以氧气是一种比较活泼的气体，A错误；因为木炭燃烧生成二氧化碳，使容器内的压强不能改变，影响实验结果，C正确；二氧化锰是该反应精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 的催化剂，能改变反应速率，如不加，只是反应速率小，C错误；检验氧气是否集满的方法是将带火星的木条置于集气瓶口看木条是否复燃。2. 实验室用高锰酸钾制纯净氧气时，下列做法错误的是（）A在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管B把试管口略向下倾斜固定在铁架台上C导管口开始有气泡放出时就立即收集，防止生成的气体跑掉D用高锰酸钾制取所需氧气停止加热时，先要把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯【答案】 C 【解析】 用排水法收集氧气时，应等导气管口有连续稳定的气泡产生时才开始收集，若是导管口开始有气泡放出时就立即收集，收集到的氧气可能混有集气瓶内原有的空气。3. 某同学制取氧气时，试管炸裂了，造成试管炸裂的原因可能是下列中的( ) 。没有给试管均匀加热；试管外壁潮湿；试管口没有略向下倾斜；忘了加催化剂；加热时试管与灯芯接触；收集完氧气，先撤酒精灯；二氧化锰中混有可燃物。A B C D 【答案】 B【解析】 试管炸裂跟有没有加催化剂没有关系。4. 可用推拉注射器活塞的方法检查下图装置的气密性。当缓慢往外拉活塞时，如果装置气密性良好，可观察到的现象是( ) 。A.长颈漏斗下端口产生气泡B.瓶中液面上升C.长颈漏斗内有液面上升D.注射器内有液体【答案】A【解析】 当往外拉活塞时，瓶内体积增大，外界压强把空气从长颈漏斗压入瓶中，长颈漏斗下端口便会产生气泡。【拔高】精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 1. 下图是实验室常见的制取气体的装置：写出仪器名称：_ 实验室采用装置A制取氧气时， 其试管中应放的药品是_，试管口还要放一团棉花，目的是 _，该反应的化学表达式是_。采用装置B制取氧气时， 其试管中应放的药品是_ ，所发生反应的化学表达式是 _ ；收集氧气可以选择装置_或_，原因是 _、_。某同学收集完毕，先停止加热再将导管移出水面，你预测这种操作会引起什么后果_。【答案】 试管酒精灯集气瓶水槽高锰酸钾防止高锰酸钾粉末进入导管内，堵塞导管双氧水和二氧化锰排水法向上排空气法氧气不易溶于水氧气密度略大于空气密度水槽中的水倒吸进试管中使试管炸裂课程小结氧气的制备与性质是中考的重点，通过今天的学习应掌握实验室如何制备氧气，及实验注意事项，了解催化剂概念及作用，掌握分解反应的特点。课后作业【基础】1. 实验室制取氧气，下列说法错误的是（）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - - A装置可用于高锰酸钾制取氧气B装置可用于过氧化氢溶液制取氧气C装置可用于收集氧气D装置可用于收集氧气【答案】 C 【解析】 气体发生装置分为两种：固固加热型和固液不加热型；气体收集装置分为两种：排水法和排空气法， 而排空气法又细分为向上排空气法和向下排空气法，这是由气体密度决定的，当气体密度大于空气密度时，则用向上排空气法，因此 C错误，氧气密度大于空气密度，因此应用向上排空气法收集。2. 下列关于氧气的说法，正确的是（）A铁在氧气中燃烧生成Fe2O3 B燃烧需要氧气，说明氧气具有可燃性C红磷在空气中燃烧产生白雾D大多数金属在一定条件下能与氧气反应【答案】 D 【解析】 铁在氧气中燃烧生成的是四氧化三铁；燃烧需要氧气， 因此氧气具有助燃性；红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，放出大量的热； 大多数金属在一定条件下能与氧气发生化学反应。3下图是实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气的装置图，请回答下列几个问题。(1) 请写出仪器名称：_； _； _； _。(2) 写出图中四处错误：精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - - _ ；_ ；_ ；_ 。(3) 请写出反应的化学符号表达式：_ 。【答案】 (1) 试管铁架台酒精灯集气瓶 (2)导管伸入试管内太长试管口没有塞一团棉花试管口没有略向下倾斜用向下排气法收集氧气 (3)KMnO4K2MnO4 MnO2O2【巩固】1. 下列关于氧气的说法，不正确的是（）A硫在氧气中燃烧生成SO2 B木炭在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰C镁条在空气中燃烧产生发出耀眼的白光D大多数金属在一定条件下能与氧气反应【答案】 B 【解析】 木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放热，生成一种无色无味气体；硫在氧气中燃烧才是发出蓝紫色火焰。2用如图装置加热高锰酸钾制取氧气，请回答：（1）写出如图中有标号仪器的名称：a_；b_。（2）指出右图装置中的两处错误：_；_。（3）写出装置中发生反应的化学方程式：_。（4）通过一年的学习，我们知道有多种途径可以制取氧气，如：A分离空气； B电解水；C分解过氧化氢；D加热高锰酸钾；E_。（相信你在E处还可以写出另一种制取氧气的方法）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - - 【答案】 （1）试管集气瓶（2）试管应略向下倾斜试管内的导气管太长了（3）KM（ 4） 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物【拔高】1根据下图所示装置，完成下列问题。(1) 写出图中标有字母的仪器的名称：a._ ，b._ 。(2) 实验室欲制取并收集氧气，应选用装置 _( 填装置编号， 下同 ) 和装置 _连接；或选 用装置_和装置 _ 连 接。制取氧气反应的化学符号表达式分别为_ ； _ 。如果用向上排空气法收集氧气并检验氧气是否收集满，则应将带有火星的木条放在_。(3) 实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体。已知甲烷难溶于水，比空气的密度小， 制备甲烷气体选择_( 填装置编号 ) 发生装置， 要收集更纯净的甲烷气体，最好用 _法收集。【答案】 (1) 酒精灯试管 (2)A C 或 D B C 或 D KMnO4K2MnO4MnO2O2H2O2MnO2H2O O2瓶口 (3)A 排水2. 下图是实验室常用的实验仪器与装置，根据所学知识回答下列问题：（1）请写出有编号的仪器名称：a_； b_。（2）在实验室里，通常用下列方法制氧气：双氧水和二氧化锰混合；氯酸钾和二氧化锰混合加热；加热高锰酸钾；其中最能体现“节能、环保、低碳”理念的制备方法是_（填序号），写出该反应的化学方程式_。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - - （3）当用 A和 C装置制取氧气时，忘记在试管口放_，结果， 加热一段时间后，发现水槽中的水变成紫红色。（4）图（ I ）中的 C装置的作用相当于图（II ）中的装置 _（填字母），它们在实验操作上的共同优点是通过控制_来控制反应速度。【答案】 （1）集气瓶锥形瓶（2）H（ 3）一团棉花（4）d 过氧化氢的滴加量精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -