课题3制取氧气 (5).ppt
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1、课题3 制取氧气大湖口中学大湖口中学C216、217复习复习:1、如何检验一瓶无色气体是氧气?、如何检验一瓶无色气体是氧气?把带有火把带有火星的木条伸到星的木条伸到盛有氧气的集盛有氧气的集气瓶中,木条气瓶中,木条重新燃烧起来,重新燃烧起来,说明瓶中的气说明瓶中的气体是氧气。体是氧气。2、如何鉴别三瓶无色气体:空气、氧气、氮、如何鉴别三瓶无色气体:空气、氧气、氮气?气?将燃着的木条分别放入瓶中,如果燃烧将燃着的木条分别放入瓶中,如果燃烧得更旺的是氧气;马上熄灭的是氮气;与空得更旺的是氧气;马上熄灭的是氮气;与空气中一样的是空气。气中一样的是空气。问题思考问题思考如此重要的氧气,你知道哪些方法可以
2、获得吗?如此重要的氧气,你知道哪些方法可以获得吗?一氧气的工业制法(书P41阅读资料)1.原料:2.原理:3.方法:空气利用空气中O2、N2的沸点不同分离液态空气法分离液态空气法获得氧气的流程:分离液态空气法获得氧气属于_变化问题思考1 1特种部队队员为执行任务,身上常藏着各种特种部队队员为执行任务,身上常藏着各种各样的小物品。它们有的看来很新奇,有的则普各样的小物品。它们有的看来很新奇,有的则普通得家家都有,比如说高锰酸钾。通得家家都有,比如说高锰酸钾。高锰酸钾是种药品,但它在特种队员的眼中高锰酸钾是种药品,但它在特种队员的眼中可是个宝。为什么呢?不妨来做个实验。把一份可是个宝。为什么呢?不
3、妨来做个实验。把一份砂糖和两份高锰酸钾混合,夹在两片干木材中研砂糖和两份高锰酸钾混合,夹在两片干木材中研磨,如果天气干燥,木块很快就能燃起来。或者磨,如果天气干燥,木块很快就能燃起来。或者舀上一小勺高锰酸钾晶体倒在报纸上,加上几滴舀上一小勺高锰酸钾晶体倒在报纸上,加上几滴防冻液,把报纸揉成防冻液,把报纸揉成一团,一团,3030秒内就会着火。这秒内就会着火。这种方法生火简单方便,很适合在野外执行秘密任种方法生火简单方便,很适合在野外执行秘密任务的特种部队。务的特种部队。生活情境生活情境1 1过氧化氢分解只生成氧气和水提出问题提出问题 实验室中如何利用高锰酸钾或过氧化氢制取氧气呢?思路讨论思路讨论
4、明确反应明确反应原理原理确定反应的确定反应的装置装置确定实验的确定实验的操作步骤操作步骤实验室制备气体的方法选择的基本原则:实验室制备气体的方法选择的基本原则:反应速率适中,操作简便、安全,反应速率适中,操作简便、安全,产物无污染,便于收集等。产物无污染,便于收集等。分解过氧化氢(分解过氧化氢(HH2 2OO2 2)加热氯酸钾(加热氯酸钾(KClOKClO3 3)加热高锰酸钾(加热高锰酸钾(KMnOKMnO4 4)实验室制取氧气的方法:实验室制取氧气的方法:我们知道氧气有许多用途,那么我们我们知道氧气有许多用途,那么我们如何制取氧气呢?如何制取氧气呢?思考思考过氧化氢过氧化氢 水水 +氧气氧气
5、H2O2 H2O +O2二氧化锰二氧化锰二氧化锰二氧化锰 氯酸钾氯酸钾 氯氯化钾化钾 +氧气氧气 二氧化锰二氧化锰二氧化锰二氧化锰加热加热加热加热 KClOKClO3 3 KCl +O KCl +O2 2MnOMnO2 21、实、实验室制取氧气的原理验室制取氧气的原理KMnOKMnO4 4 K K2 2MnOMnO4 4+MnO+MnO2 2 +O +O2 2MnOMnO2 2 高锰酸钾高锰酸钾 锰锰酸钾酸钾+二氧化锰二氧化锰+氧气氧气加热加热加热加热2、实验药品:高锰酸钾 KMnO4 暗紫色固体过氧化氢溶液(过氧化氢溶液俗称:双氧水)H2O2 无色液体 氯酸钾KClO3 白色固体MnO2 黑
6、色粉末3、装置:、装置:(1 1)在上图所示装置中,使用了哪些仪器?)在上图所示装置中,使用了哪些仪器?(2 2)哪部分是气体)哪部分是气体发生装置发生装置,哪部分是气体,哪部分是气体收集装置收集装置?反应物反应物:反应物:反应物:反应反应条件:条件:、固固液不加热型液不加热型、固固固加热型固加热型固体固体反应条件:反应条件:加热加热固体和液体固体和液体不需要加热不需要加热2、实验装置的选择:、实验装置的选择:根据反应物的状态和反应条件确定根据反应物的状态和反应条件确定(1)发生装置)发生装置固固加热型的固固加热型的制取制取装置装置加热高锰酸钾加热高锰酸钾制取制取O2装置装置加热氯酸钾加热氯酸
7、钾制取制取O2装置装置固液不加热型的固液不加热型的制取制取装置装置 注意注意:长颈漏斗的长颈漏斗的末端必须插入液体中末端必须插入液体中(液封液封),防止生成的气体从长颈漏斗口逸出防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。分液漏斗分液漏斗长颈漏斗长颈漏斗烧瓶烧瓶锥形瓶锥形瓶密度比空气大的气体密度比空气大的气体密度比空气大的气体密度比空气大的气体(2)收)收集集装置装置排水排水法法:向上排空向上排空法法:不易溶或难溶于不易溶或难溶于不易溶或难溶于不易溶或难溶于水且不与水水且不与水水且不与水水且不与水发生反应的发生反应的发生反应的发生反应的气体气体气体气体向向下排空下排空气气法法根据气体的溶解性和密度确定根据
8、气体的溶解性和密度确定密度比空气小的气体密度比空气小的气体密度比空气小的气体密度比空气小的气体氧气的收集方法:氧气的收集方法:_(1)排水法排水法 (2)向上排气法向上排气法(1)排水法排水法 原因原因:_ (2)向上排气法向上排气法 原因:原因:_氧气不易溶于水。氧气不易溶于水。氧气的密度比空气略大。氧气的密度比空气略大。要要收集到收集到较干燥较干燥的氧气:选用的氧气:选用_。要要收集到收集到较纯净较纯净的氧气的氧气:选用选用_。向上排气法。向上排气法。排水法。排水法。想一想想一想操作步骤:操作步骤:排排 水水 法:法:优点:优点:1.1.易于收集到易于收集到较纯较纯的气体的气体2.2.便于
9、观察便于观察气体是否已经收集满气体是否已经收集满收集方法:收集方法:缺点:收集的气体缺点:收集的气体不干燥不干燥,比较潮湿(如果要用来,比较潮湿(如果要用来验证水的生成就不能用排水法收集)验证水的生成就不能用排水法收集)ab水水类似装置:类似装置:气体从气体从a(短管)进入,(短管)进入,水由水由b(长管)排出(长管)排出向上排空气法向上排空气法优点优点操作较为操作较为方便方便缺点:收集的气体没有排水法纯净,不利于缺点:收集的气体没有排水法纯净,不利于观察是否已经收集满观察是否已经收集满(需要验满)(需要验满)。类似装置:类似装置:气体从气体从a(长管)进入,(长管)进入,空气由空气由b(短管
10、)排出(短管)排出思考:如果是密度比空气小的气体,该如何收集?思考:如果是密度比空气小的气体,该如何收集?探究活动探究活动1 1:实验室能用高锰酸钾制氧气吗?实验室能用高锰酸钾制氧气吗?实验编号现象现象(1)加热试管,用排水法收集一瓶氧气(2)把带火星的木条伸入集气瓶中加热开始时,水槽导管处有气泡冒出,后来,气泡均匀,连续不断冒出带火星的木条复燃结论:高锰酸钾在加热条件下可用于实验室制氧气 高锰酸钾高锰酸钾 锰酸钾锰酸钾 +二氧化锰二氧化锰 +氧气氧气1、原理、原理 符号表达式符号表达式一、一、加热高锰酸钾制取氧气加热高锰酸钾制取氧气 P37加热加热 KMnO KMnO4 4 K K2 2Mn
11、OMnO4 4+MnO+MnO2 2 +O +O2 2反应条件有哪些?反应条件有哪些?为什么呢?为什么呢?加热时,防止加热时,防止高锰酸钾粉末高锰酸钾粉末进入导管进入导管,堵塞堵塞堵塞堵塞导管。导管。导管。导管。(水变红色)(水变红色)(水变红色)(水变红色)棉花棉花(药品(药品平铺平铺在试管底部在试管底部,增大受热面积)增大受热面积)2、装置、装置酒精灯酒精灯试管试管铁架台铁架台导气管导气管水槽水槽集气瓶集气瓶棉花棉花固(固(固(固(+固)固)固)固)气体气体气体气体加热加热加热加热3、实验步骤:(1)组装仪器,检查装置气密性 检查装置气密性的方法 连接仪器,将导气管的一端放入水中,双手紧握
12、试管,观察导气管口 是否有气泡产生。若有 气泡产生,则装置气密性良好,反之,则不好。如何检验该装置的气密性?方法方法1 1:关闭止水夹:关闭止水夹K K,向长颈,向长颈漏斗中加入水,水不能完全进漏斗中加入水,水不能完全进入试管中,表明气密性良好。入试管中,表明气密性良好。如何检验该装置的气密性?方法方法2 2:向长颈漏斗中加入一定量:向长颈漏斗中加入一定量的水,关闭止水夹的水,关闭止水夹K K,用手紧握,用手紧握试管,长颈漏斗中形成水柱,试管,长颈漏斗中形成水柱,表明气密性良好。表明气密性良好。8、实验步骤:(2)装药品(3)试管固定在铁架台上 同时准备好收集装置(4)加热药品 注意:先均匀加
13、热,后对准有药品处加热。(1)组装仪器,检查装置气密性 8、实验步骤:(2)装药品(3)试管固定在铁架台上 同时准备好收集装置(4)加热药品 (5)收集气体 注意排水法收集:开始出来的为空气,待气泡大量、连续均匀冒出时再开始收集。(1)组装仪器,检查装置气密性 8、实验步骤:(7)熄灭酒精灯(2)装药品(3)试管固定在铁架台上 同时准备好收集装置(4)加热药品 (5)收集气体(6)将导气管从水槽中移出(1)组装仪器,检查装置气密性 (7)熄灭酒精灯(6)将导气管从水槽中移出 目的:防止水倒流回试管中将试管炸裂3、实验步骤、实验步骤(1)检:)检:检查装置气密性检查装置气密性(2)装:)装:装入
14、药品装入药品(试管口要放试管口要放一团棉花一团棉花)(3)定:)定:固定装置固定装置(试管口要(试管口要稍向下倾斜)稍向下倾斜)(4)点:)点:点燃酒精灯加热点燃酒精灯加热(5)收:)收:收集气体收集气体(6)离:)离:把导管移离出水面把导管移离出水面(7)熄:)熄:熄灭酒精灯熄灭酒精灯简简 称称:查、装、定、点、收、离、熄:查、装、定、点、收、离、熄谐谐 音音:茶、庄、定、点、收、利、茶、庄、定、点、收、利、息息(如何如何检验检验收集到的是氧气?)收集到的是氧气?)将将一支一支带火星带火星的木条伸进集气瓶的木条伸进集气瓶内内,若木条复燃,证明若木条复燃,证明是氧气是氧气。将一支将一支带火星带
15、火星的木条伸到集气瓶的木条伸到集气瓶口口,若木条复燃,证明若木条复燃,证明已集满已集满。排水集气法:瓶口有气泡产生排水集气法:瓶口有气泡产生(向上排空气法收集氧气,如何(向上排空气法收集氧气,如何验满验满?)盖好玻璃片,正放在桌面上。盖好玻璃片,正放在桌面上。4、检验:、检验:5、验满、验满:6、存放:、存放:注意事项:注意事项:注意事项:注意事项:(1)1)1)1)如果装置漏气会怎样?如果装置漏气会怎样?如果装置漏气会怎样?如果装置漏气会怎样?可能会收集不到气体可能会收集不到气体(2 2 2 2)试管口为什么要略向下倾斜?)试管口为什么要略向下倾斜?)试管口为什么要略向下倾斜?)试管口为什么
16、要略向下倾斜?用试管加热固体时,使试管口略向下倾用试管加热固体时,使试管口略向下倾斜的目的:防止冷凝的水回流到热的试斜的目的:防止冷凝的水回流到热的试管底部,使试管炸裂。管底部,使试管炸裂。(3 3 3 3)实验结束时为什么要先从水槽)实验结束时为什么要先从水槽)实验结束时为什么要先从水槽)实验结束时为什么要先从水槽中取出导管,后熄灭酒精灯?中取出导管,后熄灭酒精灯?中取出导管,后熄灭酒精灯?中取出导管,后熄灭酒精灯?先撤导管,后灭酒精灯的目的:防止水倒先撤导管,后灭酒精灯的目的:防止水倒吸回热的试管,使试管炸裂。吸回热的试管,使试管炸裂。(4 4 4 4)为什么要在试管口放一团棉花?导管不)
17、为什么要在试管口放一团棉花?导管不)为什么要在试管口放一团棉花?导管不)为什么要在试管口放一团棉花?导管不要过长?要过长?要过长?要过长?(5 5 5 5)为什么导管口开始有气泡冒出时,不能)为什么导管口开始有气泡冒出时,不能)为什么导管口开始有气泡冒出时,不能)为什么导管口开始有气泡冒出时,不能立即收集氧气?什么时候开始收集?立即收集氧气?什么时候开始收集?立即收集氧气?什么时候开始收集?立即收集氧气?什么时候开始收集?答:答:因为开始冒出的气泡是空气。当气泡连续因为开始冒出的气泡是空气。当气泡连续而均匀地放出时,开始收集氧气。而均匀地放出时,开始收集氧气。答:答:为了防止加热时高为了防止加
18、热时高锰酸钾粉末进入导管,锰酸钾粉末进入导管,使导管堵塞。使导管堵塞。不利于气体出来。不利于气体出来。棉花棉花棉花棉花(6 6 6 6)收集满氧气的集气瓶为什么要正立放在桌)收集满氧气的集气瓶为什么要正立放在桌)收集满氧气的集气瓶为什么要正立放在桌)收集满氧气的集气瓶为什么要正立放在桌面上?面上?面上?面上?答:答:因为氧气的密度比空气的密度大,倒放因为氧气的密度比空气的密度大,倒放会使氧气从瓶口与玻璃片的缝隙中跑掉。会使氧气从瓶口与玻璃片的缝隙中跑掉。OO2 2OO2 2实验一实验一:在常温下,把:在常温下,把带火星的木条带火星的木条伸入伸入 过氧化氢溶液的试管,观察木条是否复燃?过氧化氢溶
19、液的试管,观察木条是否复燃?二、二、探探究:究:用用过氧化氢(过氧化氢(H H2 2O O2 2)溶液)溶液制取氧制取氧气气 现现象象:有少量气泡冒出:有少量气泡冒出,木条不能复燃木条不能复燃 原原因因:说明:说明H2O2溶液在溶液在常温下常温下放出氧气放出氧气少少实验二实验二:向上述试管中,加入少量向上述试管中,加入少量二氧化锰二氧化锰,把把带火星的木条带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。伸入试管。观察发生的现象。现象现象:有大量气泡冒出有大量气泡冒出,木条复燃。木条复燃。原因原因:说明在说明在常温下常温下H2O2溶液遇到溶液遇到二氧化锰二氧化锰(MnO(MnO2 2)时时,迅速迅速产生氧
20、气产生氧气。一、分解一、分解一、分解一、分解过氧化氢过氧化氢过氧化氢过氧化氢溶液制取氧气溶液制取氧气溶液制取氧气溶液制取氧气实验编号实验编号现象现象原因原因实验实验1实验实验2有少量气泡有少量气泡有少量气泡有少量气泡冒出,木条冒出,木条冒出,木条冒出,木条没有复燃没有复燃没有复燃没有复燃常温下,放出氧气很少常温下,放出氧气很少常温下,过氧化氢遇常温下,过氧化氢遇常温下,过氧化氢遇常温下,过氧化氢遇二氧化锰二氧化锰二氧化锰二氧化锰分解加速分解加速分解加速分解加速,放出大量氧气,放出大量氧气,放出大量氧气,放出大量氧气有大量气泡冒有大量气泡冒有大量气泡冒有大量气泡冒出,木条复燃出,木条复燃出,木条
21、复燃出,木条复燃【思考思考1 1】在第在第2 2个实验中,是不是过氧化氢与二氧个实验中,是不是过氧化氢与二氧化锰反应生成了氧气呢化锰反应生成了氧气呢?过氧化氢过氧化氢 +二氧化锰二氧化锰 氧气氧气 +?【思考思考2 2】二氧化锰二氧化锰好象永远好象永远好象永远好象永远也也用不完用不完用不完用不完,二氧化锰在这二氧化锰在这个反应中到底个反应中到底扮演扮演了一个了一个什么角色什么角色呢?呢?实验三:实验三:反应停止后,重新加入过氧化氢溶液反应停止后,重新加入过氧化氢溶液,把带把带 火火星的木条伸入试管星的木条伸入试管,观察发生的现象。观察发生的现象。结结 论论:说明二氧化锰说明二氧化锰(MnO(M
22、nO2 2)仍然起作用仍然起作用,产生氧气产生氧气现现 象象:仍产生大量气泡,带火星的仍产生大量气泡,带火星的木木条复燃了条复燃了(1 1)概念:)概念:在在化学反应中化学反应中,能能改变改变其他物质的化学其他物质的化学反应的速率,而本身的反应的速率,而本身的质量质量和和化学性质化学性质,在反应前在反应前后后都没有变化都没有变化的物质叫的物质叫催化剂催化剂(又叫(又叫触媒触媒)。)。1 1、催、催化剂化剂“一变一变”:改变改变其他物其他物质的化学反应质的化学反应速率。速率。(注意:改变注意:改变:可以是加快、可以是加快、也可以是减慢也可以是减慢)“二不变二不变”:本身:本身的的质量质量和和化学
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