第三节制取氧气

1、第三节 制取氧气 一、探究二氧化锰的催化作用1化学反应原理：过氧化氢不稳定，在常温下就能缓慢分解放出氧气。但速度较慢，不易察觉。在过氧化氢溶液中加入适量二氧化锰后，能立即有氧气迅速放出。在此反应中，二氧化锰是催化剂，能加速该反应的发生。2实验仪器：试管、酒精灯、药匙（或纸槽）、木条等。 实验药品：5%的过氧化氢溶液、二氧化锰。3探究方案： 在试管中加入约5 mL 5%的过氧化氢溶液，将一根较长的带火星木条伸入试管内试验，木条不复燃，证明无氧气放出。（准确地说，是放出氧气速度慢。）如下图所示。 将上述过氧化氢溶液在酒精灯上微加热一会，再用带火星的木条试验，木条复燃。说明加热可加速过氧化

2、氢的分解，同时也说明，过氧化氢本身可以分解，以此说明催化剂不能改变反应的方向，如下图所示。  另取一支试管，在其中加入约5 mL 5%的过氧化氢溶液，用带火星的木条试验不复燃后，立即加入少量的二氧化锰粉末。再用带火星的木条试验，木条复燃。证明二氧化锰能加速过氧化氢的分解速率。如下图。 4、定义： （1）、催化剂：在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率（加快或减慢），而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。（2）、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。二、氧气的实验室制法：（一）用过氧化氢（H2O2）溶液制取氧气1、实验原理：过氧化氢

3、水 + 氧气 2H2O2 MnO2 2H2O + O2#2、实验装置：3、实验步骤：（1）、连接仪器，检查实验装置的气密性；（2）、在锥形瓶里装入二氧化锰（MnO2)，在分液漏斗中装入过氧化氢（H2O2），将集气瓶灌满水倒立在水槽里；（3）、扭开分液漏斗开关，从分液漏斗向锥形瓶流入少量过氧化氢；（4）、待氧气泡徐徐产生时，收集气体，待集气瓶中的水排尽后在水下盖住集气瓶口提出水面，正立放在桌面上。（5）、实验完成后，拆除仪器，并整理好仪器。（二）、用氯酸钾制取氧气：1、实验原理：氯酸钾 氯化钾+氧气2KClO3 MnO2 2KCl+ 3O2#2、实验装置： 3、实验步骤：（1）、连，连接仪器装置

4、；（2）、查，检查实验装置的气密性；（3）、装，将少量氯酸钾和二氧化锰按3:1的质量比混合后装入试管，用带导气管的塞子塞紧试管口；（4）、定，用铁夹夹在试管离管口的地方，将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂；（5）、点，点燃酒精灯加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准度管中药品部位处加热；（6）、收，收集氧气。集气瓶内装满水，不留气泡，当导管口产生连续气泡时才伸进集气瓶，开始收集氧气。当氧气把集气瓶中的水排尽，表示已收集满了一瓶氧气。在水下用毛玻璃片把集气瓶口盖住，正立提出水面放在桌上备用。（7）离，收集完氧气，把导气管移离水槽。（8）、

5、熄，熄灭酒精灯火焰。当把导管提出水面后，用酒精灯帽盖熄酒精灯火焰。4、实验注意事项：（1）、试管里的导气管不宜太长，略伸出试管塞即可。过长不利于排净空气，且不利于气体导出。（2）、铁夹要夹在离试管口1/3的部位。（3）、试管口要略向下倾斜，防止水回流，使试管底部受冷破裂。（4）、导气管伸进集气瓶也不要太长。（5）、用酒精灯加热时，先应使试管下部均匀受热，然后用外焰对着盛药品的部位加热。（6）、当导气管口连续均匀地冒出气泡时再收集氧气，因为反应刚开始，冒出的气泡是空气。（7）、实验结束，先从水槽中移走导管，后熄灭离开酒精灯，防止水槽中的水倒吸入热的试管中，使试管冷热不均而炸裂。（三）、用高锰酸钾

6、制取氧据气1、实验原理：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2#µ分解的反应：由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。2、实验装置；3、实验步骤：（1）、连接仪器。（2）、检查装置气密性，将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手一会儿，导管口形成一段水柱，说明装置不漏气。（3）、药品装入试管，平辅在试管底部，试管口部要塞一团棉花（防止高锰酸钾粉末进入导气管）。（4）、用铁夹夹持试管上部，固定在铁架台上，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流，试管炸裂。（5）、点燃酒精灯加热。先使酒精灯火焰在

7、试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中药品部位处加热。（6）、收集氧气。集气瓶内装满水，不留气泡，当导管口产生连续气泡时才开始收集。（7）、收集完毕，把导管先提离水面，然后才熄灭酒精灯。z氧气的检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明该气体是氧气。z验满：用排水法收集的氧气，无需验满。对用向上排空气法收集的氧气，验满时，应将带火星的木条放到集气瓶口部，若木条复燃，证明氧气已充满集气瓶。z气体的收集方法：1、排水取气法：在集气瓶中灌满水，把气体发生装置的导气管伸入集气瓶，让要收集的气体把集气瓶中的水排出来，使要收集的气体充满整个集气瓶。这种收集气体的方法叫做排水取气法。凡是不

8、易溶于水或难溶于水的气体都可以用排水取气法收集。氧气不易溶于水，所以可用排水法收集。2、向上排空气取气法：将集气瓶正立，把气体发生装置的导气管伸到集气瓶底，使要收集的气体把集气瓶里的空气排出来，让要收集的气体充满集气瓶。这种收集气体的方法叫做向上排空气取气法。这种方法用于收集密度比空气大的气体。氧气的密度比空气的密度大，所以可用向上排空气法收集。三、氧气的工业制法：1、原料：空气。2、原理；液态空气中的氮气与氧气的沸点不同。氮气的沸点低于氧气的沸点，加热时先汽化出氮气，剩下液态氧。 氮 气 （沸点-196） 3、过程：空气 液态空气 液氧（沸点-183）4、贮存：装在蓝色钢瓶中。四、例题讲解：

9、例1、下列有关催化剂的叙述不正确的是（ ）。A、催化剂在化学变化中起催化作；B、催化剂只能加快化学反应速率；C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变；D、用过氧化氢制氧气可用二氧化锰作催化剂。AP催化剂对化学变化起催化作用。B×催化剂可能加快也可能减慢化学反应速率，但质量和化学性质不变。CPDP二氧化锰能加快过氧化氢的分解。分析：例2、下列反应有一个与其它三个反应类型不同，它是（ ）。A、铜+氧气+二氧化碳+水"碱式碳酸铜B、二氧化碳+水"碳酸C、高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气D、碳+氧气"二氧化碳分析：根据反应物、生成物的种数可迅速作出判断。

10、A、B、D是由两种或两种以上反应物，生成一种新物质，是化合反应。只有C是由一种物质生成了两种以上新物质，是分解反应。答：C。例3、某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气制备实验。（1）、甲同学选用如右上图所示的装置制取氧气，、写出仪器A的名称 B的名称 、甲同学应选取的试剂是MnO2固体和 （填写中文名称），MnO2固体在该反应中起 作用。、除用排水法外，甲同学还可选择 法收集氧气。、实验前，甲同学先向仪器A加入水，然后将导管放入水槽中，打开仪器A的活塞，观察导管口是否有连续的气泡出现，该实验操作的目的是 。（2）、乙同学称取一定质量的KMnO4放在大试管中，将温度控制在250，加热制

11、取O2，该反应的原理是 （写文字表达式）。实验结束时，乙同学发现收集到的O2大于理论产量，针对这一现象，同学们进行了如下探究： 【提出猜想】猜想I：反应生成的MnO2分解放出O2；猜想II：反应生成的锰酸钾（K2MnO4）分解放出O2，作出上述猜想的理由是 。【实验验证】同学们分为两组，分别进行以下实验：、第一组同学取一定质量的二氧化锰（MnO2），在250条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想 错误。、第二组同学取锰酸钾（K2MnO4）在250条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想II正确的结论，该组同学选择的实验方法是 。【拓展延伸】实验发现，K2MnO4受热只能部分

12、分解，经分析可能是生成物二氧化锰对其分解产生影响，请设计实验方案验证： 。【实验反思】通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？分析：（1）、图中装置适合固液不加热的反应，可用过氧化氢和固体二氧化锰反应制取氧气。其中二氧化锰在反应前后化学性质和质量都不变，但能加快反应速率，所以二氧化锰起催化作用。、因氧气的密度大于空气的密度，不易溶于水，所以除用排水法收集氧气外，还可用向上排空气法收集氧气。、这种做法可以使装置内外形成压强差，看装置是否漏气，所以目的是检查装置的气密性。（2）、【实验验证】根据冷却后测得MnO2的质量不变可知，猜想I是错误的。可用验证有无氧气的方法判断是否有氧气生成，

13、如用带火星的木条伸入收集的气体中，如果木条复燃，说明有氧气生成。【拓展延伸】可设置对照实验验证。【实验反思】要想发现问题，必须细心认真，要想解决问题，必须认真分析问题的原因所在，并用实验去验证。答：（1）分液漏斗，集气瓶。H2O2；催化。向上排空气。检查装置的密性。 （2）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2#(高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气） 【提出猜想】K2MnO4和MnO2都是含有氧元素的物质。【实验验证】I 将带火星的木条伸入试管中，木条复燃。【拓展延伸】取等量的固体于两支试管中，一支试管中加入二氧化锰，另一支试管中不加二氧化锰，用同样火焰的酒精灯加热，用相同规格的集气瓶

14、，用排法法收集气体，比较收集一瓶气所用时间，确定锰酸钾的分解是否与二氧化锰有关系。【实验反思】必须通过认真分析，用实验来加以证明。四、本节知识梳理： 氯酸钾、二氧化锰 固体加热 实验室制氧气的方法 高锰酸钾 固液不加热：过氧化氢、二氧化锰 制取氧气 实验室制氧气步骤（加热的）：连、查、装、定、点、 收、离、熄 反应类型分解反应 工业制取氧气：分离液态空气作 业1、在下列各小题后的括号里标出该小题的反应式的化学反应类型：（1）、酒精+氧气 点燃 二氧化碳+水（ ）（2）、红磷+氧气 点燃 五氧化二磷（ ）（3）、氧化汞 加热 汞+氧气（ ）（4）、甲烷+氧气 点燃 二氧化碳 + 水（ ）2、右图是实验室用氯酸钾制取氧气的实验装置图，指出图上A、B、C、D、E、F各仪器的名称和装置的三点