空气及氧气的制备方法.ppt

我们人类每时每刻都离不开空气 没有空气就没有生命 也没有生机勃勃的地球 我们周围的空气 课题1空气 拉瓦锡研究空气成分所用的装置 1 法国化学家拉瓦锡的贡献 拉瓦锡通过实验得出空气由氧气和氮气组成 一 空气是由什么组成的 2 测定空气里氧气的含量 实验现象 1 红磷燃烧 产生大量白烟 2 冷却后 瓶内水面上升了约1 5体积 PO2P2O5 五氧化二磷 点燃 实验结论 氧气约占空气总体积的1 5 实验原理 红磷 氧气 实验成功的关键 1 装置不能漏气 2 集气瓶中加少量水 防止高温熔融物使瓶底炸裂 3 红磷应过量 4 点燃红磷后要立即伸入集气瓶中 并塞紧塞子 5 待红磷冷却后 打开弹簧夹 想一想 2 根据实验现象 分析瓶内剩余气体具有怎样的性质 3 红磷燃烧后生成的 大量白烟 可以说 大量白雾 吗 1 集气瓶中的水为什么会上升 想一想 2 根据实验现象 分析瓶内剩余气体具有怎样的性质 答 不能燃烧 也不能支持燃烧 不能溶于水 3 红磷燃烧后生成的 大量白烟 可以说 大量白雾 吗 答 不能 烟是固体微粒 雾是小液滴 1 集气瓶中的水为什么会上升 答 红磷燃烧消耗氧气 使集气瓶内压强小于外界大气压 水被压入集气瓶 4 在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体积的1 5 会有什么原因呢 5 燃烧一定程度时 瓶内氧气含量小 红磷不能继续燃烧 答 4 在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体积的1 5 会有什么原因呢 2 装置漏气 5 燃烧一定程度时 瓶内氧气含量小 红磷不能继续燃烧 答 1 红磷熄灭后未冷却到室温 2 装置漏气 3 红磷的量不足 4 有部分水留在导管中未进入集气瓶 5 燃烧一定程度时 瓶内氧气含量小 红磷不能继续燃烧 练一练 根据要求回答问题 在集气瓶中加少量水 检查装置的气密性 在燃烧匙中装足量红磷 夹紧止水夹 点燃红磷 伸入集气瓶中塞紧橡皮塞 待集气瓶冷却后打开止水夹 1 步骤 中发生反应的文字表达式为 2 步骤 中打开止水夹后观察到的现象为 3 该实验得出空气组成的结论是 4 该实验剩余气体的性质有 5 实验后集气瓶中水少于1 5 误差产生的原因可能是 练一练 根据要求回答问题 在集气瓶中加少量水 检查装置的气密性 在燃烧匙中装足量红磷 夹紧止水夹 点燃红磷 伸入集气瓶中塞紧橡皮塞 待集气瓶冷却后打开止水夹 1 步骤 中发生反应的文字表达式为 2 步骤 中打开止水夹后观察到的现象为 3 该实验得出空气组成的结论是 4 该实验剩余气体的性质有不能燃烧 也不能支持燃烧 不能溶于水 5 实验后集气瓶中水少于1 5 误差产生的原因可能是1 红磷熄灭后未冷却到室温 1 红磷熄灭后未冷却到室温 2 装置漏气 红磷的量不足有部分水留在导管中未进入集气瓶燃烧一定程度时 瓶内氧气含量小 红磷不能继续燃烧 3 空气的组成 空气 氧气 二氧化碳 水蒸气 稀有气体 氮气 及其他气体杂质 78 21 0 03 0 03 0 94 N2 O2 CO2 H2O 体积分数 课堂练习 1 空气中按体积计算 含量最多的气体是 A氧气B氮气C二氧化碳D稀有气体 2 在100升空气里氧气的体积大约是 A78升B78 C21升D21 3 空气中氧气与氮气的体积比约为 A4 1B1 4C1 5D5 1 4 纯净物和混合物 纯净物 由一种物质组成 如 N2 O2 CO2 P P2O5 H2O 混合物 由多种物质组成 如 空气海水河水矿泉水等 纯净物可以用专门的化学符号来表示如氮气 氧气 二氧化碳可分别表示为N2 O2 CO2等 4 纯净物和混合物的比较 3 混合物中各物质各自保持着各自的性质 例如 空气中的氮气 氧气 二氧化碳等都保持着各自的性质 课堂练习 1 下列物质中属于纯净物的是 A空气中分离出来的稀有气体B部分结冰的蒸馏水C食盐水D75 的医药酒精 2 下列各组物质中 前者属于单质 后者属于混合物的是 A 氮气蒸馏水B 铁矿石食盐水C 氢气CaCO3D 二氧化碳空气 3 下列的水属于纯净物的是 A矿泉水B自来水C河水D浮有冰的水 1 氧气的用途 1 供给呼吸 2 支持燃烧 曾经叫 养气 二 空气是一种宝贵的资源 2 氮气的性质和用途 无色 无味的气体 难溶于水熔沸点低 密度 1 251g L 不能燃烧不能支持燃烧 用途 不活泼 化工原料 食品充气包装 冷冻剂 超导试验车 保护气 制氮肥 3 稀有气体的性质和用途 2 稀有气体无色 无味 化学性质很不活泼 3 用途 保护气 电光源激光技术 低温麻醉 1 稀有气体是氦氖氩氪氙等气体的总称 三 空气的污染及其防止 1 空气中有害物质 有害气体 二氧化硫 SO2 一氧化碳 CO 二氧化氮 N02 烟尘 可吸入颗粒物 2 污染的三大类型 酸雨 臭氧层破坏 温室效应 SO2 NO2等 氟利昂等 CO2含量增加 3 空气污染的主要来源 煤燃烧排放的烟气 CO2 SO2 机动车尾气的排放 NO2 烟尘 可吸入颗粒物 空气污染的危害 损害人体健康 影响作物生长 破坏生态平衡 采取的措施 加强大气质量监测 改善环境状况 使用清洁能源 积极植树 造林 种草等 课堂练习 1 夏天从冰箱里拿出一瓶饮料 放在空气中 饮料外壁会潮湿 说明空气中含有 A 氮气B 氧气C 水蒸气D 二氧化碳 2 理要在一充满空气的瓶子中 将其中的氧气除去 又不增加其他气体的成分 下列物质在瓶中燃烧可达到目的的是 A 木灰B 硫磺C 铁丝D 红磷 3 2008年北京奥运会若用大型遥控飞艇作广告 为了安全 艇内充入的气体最好是 A 氢气B 氧气C 氦气D 二氧化碳 课题3制取氧气 分解过氧化氢 H2O2 加入二氧化锰 MnO2 加热氯酸钾 KClO3 和二氧化锰 MnO2 的混合物加热高锰酸钾 KMnO4 一 实验室制取氧气的方法 1 药品 1 KMnO4高锰酸钾是一种暗紫红色的固体 在加热时能产生氧气 成本较高 2 KClO3氯酸钾是一种白色固体 加热时能产生氧气 如果混有可燃性杂质可能会发生爆炸 3 H2O2过氧化氢又称双氧水 是一种无色的液体 常温下就可生成氧气和水 反应速度适中 价格低廉 资料介绍 过氧化氢水 氧气 发现问题 有什么办法可以让过氧化氢反应的速率加快吗 你的猜想 向过氧化氢溶液中加入某些物质 过氧化氢溶液 观察 向三支试管中分别倒入过氧化氢溶液 仔细观察是否有气泡产生以及产生的速率 将带火星的木条伸入三支试管的试管口 观察哪个能够复燃 实验探究 二氧化锰碎瓷片 实验现象 慢快较快 否能否 获得结论 最适合在实验室制取氧气的方法是 过氧化氢和二氧化锰 小资料1 将反应后的二氧化锰过滤 干燥 称量 发现二氧化锰的质量不发生改变2 将称量后的二氧化锰再次放入过氧化氢溶液中 发现有大量气泡冒出 该气泡能使带火星的木条复燃 能够改变其他物质的化学反应速率 本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫做催化剂 加快或减慢 步骤一 在常温下 把带火星的木条伸入过氧化氢溶液的试管 观察木条是否复燃 现象 带火星的木条不能复燃 结论 常温下过氧化氢溶液分解很慢 放出氧气少 探究 过氧化氢 H2O2 溶液制取氧气 步骤二 向上述试管中 加入少量二氧化锰 把带火星的木条伸入试管 观察发生的现象 现象 带火星的木条复燃了结论 常温下二氧化锰 MnO2 加速了过氧化氢溶液的分解 放出的氧气使带火星的木条复燃 步骤三 反应停止后 重新加入过氧化氢溶液 把带火星的木条伸入试管 观察发生的现象 现象 带火星的木条复燃了结论 二氧化锰 MnO2 仍然在起作用使过氧化氢溶液分解产生氧气 催化剂 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率 而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质 催化剂的特点 一变 化学反应速率变二不变 质量不变 化学性质不变 催化剂 催化剂 能改变其它物质的化学反应速率 而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质 催化剂的特点 一变 化学反应速率变二不变 质量不变 化学性质不变 催化剂应掌握 能改变其它物质的反应速率 这里的 改变 包括加快和减慢两种含义 催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变 但是物理性质可能改变 催化剂是针对具体反应而言的 如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时 能够起催化作用 是催化剂 但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂 在某个化学反应中 可以选择不同的物质做为催化剂 如双氧水分解制取氧气时 既可以选择二氧化锰做催化剂 也可以选择氧化铁做催化剂 1 下列关于二氧化锰在过氧化氢分解过程中的作用和变化 描述正确的是 A 二氧化锰本身的质量和性质在反应前后不变B 对过氧化氢的分解具有催化作用的物质只有二氧化锰一种C 二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂D 二氧化锰在过氧化氢分解过程中加快了它的分解速率 D 2 关于催化剂的说法正确的是 A 加入催化剂后化学反应速率一定加快B 不使用催化剂反应就不能发生C 使用催化剂可增加生成物的质量D 使用催化剂能改变物质的化学反应速率 D 2 安徽中考 研究性学习小组选择 H2O2生成O2的快慢与什么因素有关 的课题进行研究 以下是他们探究的主要过程 假设 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关 实验方案 常温下 在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉 测量各生成一瓶 相同体积 O2所需要的时间 进行实验 右下图是他们进行实验的装置图 气体发生装置中A仪器名称是 实验记录 结论 该探究过程得出的结论是 锥形瓶 相同条件下 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关 反思 H2O2在常温下分解缓慢 加入MnO2或红砖粉后反应明显加快 若要证明MnO2或红砖粉是该反应的催化剂 还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变 H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关 请你帮助他们继续探究 只要求提出假设和实验方案 假设 实验方案 质量化学性质 H2O2生成O2的快慢与H2O2溶液的浓度有关 常温下 在两份体积相等的5 和10 的H2O2溶液 分别加入相同质量的同种催化剂 测量各收集一瓶气体所需的时间 本题的假设因素还可以是温度 催化剂质量 催化剂状态等 过氧化氢水 氧气 二氧化锰 氯酸钾氯化钾 氧气 二氧化锰加热 高锰酸钾锰酸钾 二氧化锰 氧气 加热 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 一变多 A B C 分解反应 课题3 制取氧气 第二课时 制取氧气装置及收集 探究 加热氯酸钾 KClO3 和二氧化锰 MnO2 制取氧气 1 在上图所示装置中 使用了哪些仪器 2 哪部分是气体发生装置 哪部分是气体收集装置 探究 加热氯酸钾 KClO3 和二氧化锰 MnO2 制取氧气 讨论 过氧化氢制氧气和氯酸钾制氧气的发生装置能否相同 反应物都是固体 反应需要加热 反应物是固体和液体的混合物 反应不需要加热 固液不加热型 固固加热型 固液不加热型 使用长颈漏斗时 长颈漏斗的末端必须插入液体中 防止生成的气体从长颈漏斗口逸出 所以必须液封 气体收集装置 排水法不易溶于水或难溶于水的气体 向上排空气法密度比空气大的气体 向下排空气法密度比空气小的气体 如何检验收集到的是氧气 将一支带火星的木条伸进集气瓶内 若木条复燃 证明是氧气 将一支带火星的木条伸到集气瓶口 若木条复燃 证明已集满 用向上排空气法收集氧气 如何验满 探究 用高锰酸钾制氧气 高锰酸钾锰酸钾 二氧化锰 氧气 加热 KMnO4K2MnO4 MnO2 O2 加热 文字表达式 符号表达式 为什么呢 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 1 连接装置 检查装置气密性 实验步骤是 连接装置 从左到右 自下而上 检查气密性的方法 先将导管一端伸入水中 然后用手紧握试管 观察导管口有没有气泡冒出或冷却后导管内能否形成一段水柱 1 连接装置 检查装置气密性 实验步骤 2 装药品 固定装置 3 加热 4 收集气体 5 先把导管移出水面 后熄灭酒精灯 1 药品平铺在试管底部 3 导管伸入试管不能太长 实验中应该注意哪些事项 2 铁夹夹在离试管口1 3处 原因 不利于气体的排出 使药品受热均匀 4 试管口略向下倾斜 5 用酒精灯的外焰先均匀预热 再集中在有药品的部位集中加热 6 等有连续的气泡产生时再收集 原因 防止冷凝水倒流至试管底部 炸裂试管 原因 刚加热时产生的气泡中混有空气 这时的气体不纯 7 实验完毕 先撤导管 后移酒精灯 8 收集满的氧气 应正放在桌面上 并用玻璃片盖上 原因 防止试管冷却后 水槽内的水沿导管上升 进入试管 使试管炸裂 原因 氧气密度比空气略大 工业方法制氧气 分离液态空气方法 原理 利用液态空气的沸点不同 属于物理变化 随堂检测1 工业上制取大量氧气的方法是 A 加热氯酸钾 B 加热高锰酸钾 C 分离液态空气 D 加热二氧化锰2 催化剂在化学反应中所起的作用是 A 加快化学反应速率 B 使生成物质量增加 C 改变化学反应速率 D 减慢化学反应速率 实验室制取氧气时 装药品的大试管口应 A 朝下 B 朝上 C 略向下倾斜 D 略向上倾斜 实验室采用排水法收集氧气时 需将导气管伸入盛满水的集气瓶 这个操作应在 A 加热固体药品前 B 与加热固体药品同时 C 开始有气泡放出时 D 气泡连续并均匀放出时 5 某同学设计了4种制氧气的方案 用氯酸钾和二氧化锰共热 使高锰酸钾受热 用高锰酸钾和氯酸钾共热 使二氧化锰受热 判断这四种方法 A 全正确B 全不正确C 正确D 只有 正确 6 实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气 反应前后二氧化锰在固体混合物中质量分数是 A 由大到小B 由小到大C 不变D 无法判断 B 7 在高锰酸钾分解制氧气的反应中 二氧化锰是 物 在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气时 氯酸钾是 物 二氧化锰是 若不加二氧化锰 则氯酸钾分解反应将 若将高锰酸钾加入氯酸钾 则反应 这是因为 8 三份质量相等的氯酸钾固体 第一份中加入少量二氧化锰 第二份中加入少量高锰酸钾 第三份不加任何物质 给它们分别加热完全分解 放出氧气的量 A 第一份最多B 第二份最多C 第三份最多D 一样多 7 在高锰酸钾分解制氧气的反应中 二氧化锰是 物 在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气时 氯酸钾是 物 二氧化锰是 若不加二氧化锰 则氯酸钾分解反应将 若将高