2020年中考化学总复习教学案 第二单元课题3　制取氧气

2020年中考化学复习教学计划巧学升华知识一、氧气的实验室制备在实验室里，氧气通常是通过分解过氧化氢或加热高锰酸钾来产生的。1.过氧化氢分解产生氧气过氧化氢、水、氧气实验探究操作步骤：(1)向试管中加入5毫升5% 5%过氧化氢溶液，用火星将木条伸入试管。(2)在上述试管中加入少量二氧化锰，然后用火星插入木条。实验现象：加入二氧化锰前，木条无明显变化。加入二氧化锰后，会释放出大量气泡，带火花的木条会重新点燃。实验结论：(1)在室温下，过氧化氢溶液分解缓慢。(2)加入二氧化锰后，过氧化氢溶液分解释放氧气更快。2.催化剂和催化作用(1)催化剂：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，但其质量和化学性质在反应前后没有变化的物质。(2)催化：催化剂在化学反应中所起的作用。要点要正确理解“催化剂”的概念，应明确以下四点：(1)催化剂的特点是“一变二不变量”。“一个变化”是改变化学反应速率。“变化”不能理解为单方面的“加速”，因为某些催化剂会降低反应中的反应速度。只有对于特定的反应，催化剂才能说“加速”或“减慢”其化学反应速率。“两个不变量”是指一种物质的质量和化学性质在化学反应前后不变。“不变”是指“变化之前和之后”，不能理解为“变化过程中”。大多数人认为在化学反应过程中，催化剂参与反应，但反应后才回到原来的物质。“化学性质”不能简单地理解为“性质”，因为性质包括物理性质和化学性质。(2)催化剂不仅用于催化。过氧化氢分解时，二氧化锰用作催化剂，但不能说二氧化锰是催化剂。它也可以在其他反应中用作反应物或产物。(3)对于相同的反应，不同的催化剂，如硫酸铜溶液，也能催化过氧化氢。(4)催化剂只能改变化学反应速率。当反应物的质量不变时，不添加催化剂就不能增加或减少产物的量。3.加热氯酸钾产生氧气氧气也可以通过加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来产生，其中二氧化锰用作催化剂。氯酸钾、氯化钾、氧气实验探究实验原理：氯酸钾、氯化钾、氧气所用仪器：酒精灯、试管、铁架、铁夹、带导管的橡皮塞、水箱、集气瓶、导管。气体发生器(如下图所示):发电机的选择原则：主要根据反应物的状态和反应条件来确定实验发生器。(1)如果反应物是固体和固体，需要加热，通常使用一个大的试管作为反应容器，配有一个单孔塞和用于加热的酒精灯，还需要一个带铁夹的铁架。使用该装置时，应注意试管口应稍微向下倾斜。导气管不应伸入试管太长，只应露出少量橡胶塞。铁夹应夹在距离试管开口约1/3的位置。(2)如果反应物是液体和固体，不需要加热，锥形瓶可以用作反应容器(也可以使用试管或广口瓶)，带有双孔塞。一个孔插入长颈漏斗或分液漏斗，另一个孔插入导管，如下图所示：或者使用本装置时应注意：长颈漏斗下端的喷嘴应插入液面以下(分液漏斗的下端口不应插入液面以下)；导气管不应伸入锥形瓶太长，只应露出一点橡皮塞。添加药物时，先添加固体药物，再添加液体药物。气体集气装置；集气装置的选择原则：th(1)排水采气法：适用于难溶性或微溶性气体的采集。操作时应注意：集气罐应充满水，无气泡，否则收集的气体是不纯的，不应收集刚从导管中冒出的气泡，它们可能是发生器中的残余空气。排水法收集的所有气体都含有水蒸气。(2)排气和抽气方法：适用于与空气密度相差较大的气体。由于气体密度的不同分为：A.向上排气法：收集密度高于空气的气体(如图一所示)。b .向下排气法：收集密度低于空气的气体(如图二)。操作时应注意：导管应伸至集气瓶底部，以便集气瓶内的空气能顺畅、完全排出，并能收集到更纯净的气体。同时，集气筒口应覆盖玻璃片。无论用哪种方法收集气体，在放置过程中，气体收集筒都应该用玻璃片紧密覆盖。对于密度高于空气的气体，集气瓶应直立放置。如果密度小于空气的密度，集气瓶应倒置，以防气体逸出。气密性检查：实验装置安装完成后，为防止装置漏气，使用前应检查装置的气密性。方法是：首先将反应装置中导管的一端浸入水中，手掌紧紧地贴在反应容器的外壁上。如果该装置不泄漏空气，气泡将从容器中气体的受热膨胀导管的开口中逸出；容器冷却后，水将上升到导管中，形成一段水柱。如果设备漏气，不会出现气泡。实验步骤(1)根据教科书图2-16组装实验装置注意：组装仪器时，首先研究仪器设备图，然后选择合适的仪器并根据图进行组装。仪表连接的基本操作包括：A.将玻璃管插入橡胶管：先用水湿润玻璃管的一端，然后将其插入橡胶管，并拧入约1cm。B.用导管堵住容器口部的塞子：容器应握在手中，而不是放在桌子上，用另一只手将塞子拧入容器口部。塞子应该是合适的类型，并且通常适合延伸到容器口的2/3处。仪器的安装一般从下到上，从左到右。以高锰酸钾制氧实验为例，酒精灯应放在首位。铁架上铁夹的高度应根据酒精灯外火焰的高度进行调整，试管应固定。试管口应在右侧，带导管的单孔塞应塞紧，水箱应放在右侧，便于用右手收集气体。仪器设备应科学合理，重心应尽量降低，以增强其稳定性，操作应方便。(2)检查装置的气密性注意：检查装置的气密性时，最好先将导管放入水中，然后用手握住试管，以防试管内的气体提前排出，看不到气泡。(3)添加药物要点A.药物不能在试管底部收集。它们应该平铺在试管底部，以便均匀加热。B.试管口应稍微向下倾斜，以防止药物中的水在加热后变成水蒸气，然后凝结成水滴流回试管底部，导致试管破裂。C.导气管不应伸入试管太长，只应露出少量橡胶塞，从而便于气体输出。d .铁夹应夹在距试管口约1/3距离处。(4)加热酒精灯的外部火焰应该用来加热药物部分。加热时，先预热，即先在试管下来回移动酒精灯，均匀加热试管，然后在药物部位加热。(5)收集气体要点煤气公司高锰酸钾、高锰酸钾、二氧化锰、氧气5.分解反应上述反应，如分解过氧化氢生成水和氧，分解氯酸钾生成氯化钾和水，以及通过加热分解高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧，都是由一种反应物生成的两种或多种物质。这个反应叫做分解反应。定义：一种反应物产生两种或多种其他物质的反应称为分解反应。辨别和比较分解反应和结合反应：分解反应和结合反应都是化学反应中常见的类型。组合反应是两种或多种物质生成另一种物质的反应。其特征在于只有一种产品。分解反应是一种物质生成两种或多种物质的反应。它的特点是只有一种反应物。组合反应可以表示为A B AB，分解反应可以表示为AB AB AB第二，氧气的性质1.氧和碳的反应木炭在氧气中燃烧的四个实验步骤：用坩埚钳夹住一小块木炭；(2)在酒精灯上加热至发红；(3)是将红色的热木炭放入充满氧气的集气瓶中(盛木炭的坩埚钳应从上至下慢慢伸入气瓶中。如果它很早就伸入集气罐的底部，集气罐中的氧气将被热气驱出，木炭不会剧烈燃烧)；(4)向集气瓶中加入澄清石灰水。木炭在空气和氧气中燃烧：天空氧现象发出红光，放出热量发出白光，放出热量，清澈的石灰水变得浑浊。文本表达式碳、氧、二氧化碳2.氧和铁的反应铁在空气和氧气中燃烧。天空氧现象赤热火星剧烈燃烧，释放大量热量，产生黑色固体文本表达式铁氧四氧化三铁三。工业制氧1.根据液氧和液氮的不同沸点，采用分离式液态空气法。2.膜分离法近年来，膜分离技术发展迅速。利用这种技术，在一定压力下，空气通过具有富氧功能的膜，可以获得氧含量较高的氧气。问题思维研究问题1:木炭在氧气中燃烧的现象如下：强烈燃烧，发出白光，放热产生无色无味的气体，可使澄清的石灰水浑浊。为什么在烧炭现象中没有提到“火焰”？思考：在描述实验现象时，经常使用“火焰”、“烟”和“雾”这些容易混淆的概念。“火焰”是可燃气体或蒸汽燃烧的特征。易燃气体、易气化的易燃固体和液体在燃烧时都会形成火焰，如：H2、天然气、酒精、蜡烛、煤、硫磺等。然而，高沸点的可燃物质难以气化(如铁、木炭等。)只会发光，燃烧时不会产生火焰。当反应后产生的小固体颗粒分散到空气中并悬浮在空间中时，就会产生“烟”，而当小液滴分散并漂浮在空间中时，就会产生“雾”。询问：木炭的主要成分是碳。碳与氧反应的温度不能使固态碳气化，也就是说，碳与固态氧反应，所以不会产生“火焰”。当然，木炭燃烧会伴随着一些其他的副反应，这些副反应会产生实验中看到的“火焰”。问题2:许多物质(如H2和碳)能与氧反应，为什么在正常情况下它们能与氧“和平共处”而不发生反应？想法：在满足反应条件后，也将测定氧的浓度。物质在空气中的燃烧实际上是物质和空气中氧气之间的氧化反应。由于空气中的氧气被不能支持燃烧的氮气稀释，可以在空气中燃烧的物质在氧气中燃烧得更剧烈，而不能在空气中燃烧的物质，如：铁丝，可以在氧气中燃烧。询问：在正常情况下，能与氧反应的物质能与氧“和平共存”的原因是它们缺乏必要的反应条件，如“点燃”和“加热”。物质的化学变化受到内部和外部因素的影响。内部因素(能够与氧气反应)是变化的基础，外部因素(点火或加热)是变化的条件，外部因素通过内部因素起作用。两者都不可或缺。人们控制化学反应进程的方法之一是控制反应条件。新话题实施例1将两种质量和浓度相同的过氧化氢溶液同时加热，少量二氧化锰加入到A中，不加入二氧化锰。下图显示了释放的氧的质量(纵坐标)和反应时间(横坐标)之间的关系，其中正确的一个是()思维分析：转折点的纵坐标表示反应产生的氧气量，横坐标表示时间和综合问题的内容，转折点表示过氧化氢完全分解所需的时间。因为二氧化锰能加速过氧化氢的分解速度，表明甲比乙花更少的时间完全分解，所以甲的选择是错误的。因为催化剂只影响反应速率而不影响最终收率，所以选项B是错误的。催化剂二氧化锰加入到甲中，不加热就可以释放出氧气，而催化剂不加入到乙中，只有在轻微加热的情况下，氧气才能分解，所以两种溶液不会同时分解，所以选项丙是错误的。回答：d深化升华在解决形象问题时，我们应该注意以下几个问题：首先，我们应该搞清楚横坐标和纵坐标的含义，而不是转折点的含义；第三，我们应该注意直线的斜率。实施例2催化剂的以下描述是正确的()它是能加速物质化学反应速率的催化剂，但不是减慢化学反应速率的催化剂加入二氧化锰可以使过氧化氢产生更多的氧气C.催化剂的所有性能在催化过程中保持不变同一反应可以选择不同的催化剂思路分析：根据催化剂的定义，可以看出“改变其他物质的化学反应速率”，“改变”既包括“加速”也包括“减速”，所以选项A是错误的；在化学反应中，催化剂只能“改变其他物质的化学反应速率”，但不管产品的质量如何，因此选项B是错误的。“两个不变量”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应过程中保持不变，而不是“性质”。因为物理属性可能会改变，所以选项C不正确。相同的反应可以使用不同的催化剂，当过氧化氢分解时，氧化铁和硫酸铜溶液也可以用作催化剂。回答：d深化升华对催化剂概念的理解是错误率最高的地方。许多学生往往不能掌握催化剂定义的本质，只能“改变”反应速率，这不仅意味着加快反应速率，也意味着减慢反应速率。例3在学习了催化剂的知识后，一个班的调查小组通过搜索互联网获得了以下信息：(1)氯酸钾、氯化钾和氧气；(2)碳、氧化铜、铜和二氧化碳；(3)黑色氧化铜不溶于水，而氯化钾和氯酸盐溶于水。他们想研究氧化铜是否能在氯酸钾的热分解反应中充当催化剂，并设计了以下对比实验和后续操作。(1)取任意两份氯酸钾，分别放入两个相同的试管中，将准确称量的n g氧化铜粉加入一份中。(2)在相同的条件下，同时正确加热两部分氯酸钾，并将释放的气体引入水中，观察释放气体的速度。(3)停止加热冷却，将混合有氧化铜的反应混合物溶于水中，仔细过滤，得到滤液，洗涤，干燥。观察滤液的状态和颜色。(5)将滤液与碳粉混合，在密闭容器中高温加热，将反应后产生的气体引入清水中，观察实验现象。(1)一个o(3)实验5的目的是什么？我们还能做些什么来实现这个目标？思维分析：首先，我们必须明确掌握催化剂的概念。催化剂有两个基本特征：一是改变其他物质的化学反应速率；第二，反应本身的质量和化学性质在反应前后不会改变。为了考察氧化铜是否能在氯酸钾的分解反应中起到催化作用，实验设计必须包括以下内容：比较纯氯酸钾和氯酸钾与相同质量的氧化铜粉在相同温度和其他条件下