第2节性质活泼氧气—氧气获得

1、三、氧气的获得三、氧气的获得你有哪些方法获得氧气你有哪些方法获得氧气? ?氧气的工业制法氧气的工业制法 (一一)自然界中氧气的获得自然界中氧气的获得光合作用光合作用CO2+H2OC6H12O6 +O2光照光照叶绿素叶绿素葡萄糖葡萄糖( (二二) )氧气的工业制法氧气的工业制法:空气空气 除尘、除尘、除除COCO2 2、H H2 2O O低温低温高压高压液态空气液态空气蒸发蒸发工业液氧工业液氧氮气氮气利用沸点不同，物理变化利用沸点不同，物理变化混合物混合物分离液态空气法分离液态空气法液氮的沸点比液氧低。液氮的沸点比液氧低。( (沸点沸点-196)-196)( (沸点沸点-183)-183) (

2、(一一) )空气中氧气的主要来源空气中氧气的主要来源: :植物的光合作用植物的光合作用三三. . 氧气的获得氧气的获得二氧化碳二氧化碳水水 葡萄糖葡萄糖氧气氧气 光照光照 叶绿素叶绿素C C6 6H H1212O O6 6 H H2 2O OCOCO2 2 O O2 2 ( (二二) )氧气的工业制法氧气的工业制法: : 分离液态空气法分离液态空气法化学变化化学变化1.1.空气空气 液态空气液态空气 升温升温蒸发蒸发液态氧液态氧液态氮液态氮( (沸点沸点-196)-196) ( (沸点沸点-183)-183) 蒸发成气体蒸发成气体剩余的是液态氧气剩余的是液态氧气( (三三) )氧气的实验室制法

3、氧气的实验室制法低温、加压低温、加压 (-利用氧气和氮利用氧气和氮气的沸点不同分离出氧气气的沸点不同分离出氧气) 物理变化物理变化 除尘、除尘、除除COCO2 2、H H2 2O O 方法一方法一: 加热高锰酸钾制氧气加热高锰酸钾制氧气( (三三) )氧气的实验室制法氧气的实验室制法方法二方法二: 双氧水双氧水(过氧化氢过氧化氢)分解分解制氧气制氧气方法三方法三:加热氯酸钾制氧气加热氯酸钾制氧气 方法一方法一: 加热高锰酸钾制氧气加热高锰酸钾制氧气加热加热高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气 1、反应原理、反应原理：高锰酸钾高锰酸钾 KMnOKMnO4 4，紫黑色晶体，其溶液为

4、紫红色，是，紫黑色晶体，其溶液为紫红色，是常用的消毒剂，受热很快分解而放出氧气（常用的消毒剂，受热很快分解而放出氧气（O O2 2）。）。KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2(1)(1)反应原理反应原理1.1.加热高锰酸钾加热高锰酸钾高锰酸钾高锰酸钾 锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气二氧化锰氧气 加热加热 MnOMnO2 2 KMnOKMnO4 4 O O2 2 K K2 2MnOMnO4 4 ( (紫黑色紫黑色固体固体) )( (黑色固体黑色固体) )(2)(2)装置幻灯片装置幻灯片 7(7(书书P.P.3535) )发生装置发生装置:收集装置收集装置:排水法排水法或或向上向上排空气法排空气法O

5、2 此法最此法最好好(因为因为O2不易溶于水不易溶于水,且且O2不与水反应不与水反应)( (因为氧气的密度比空气大因为氧气的密度比空气大 , ,且且O O2 2不与空气反应不与空气反应) )A_B_C_D_E_F_试试 管管铁架台酒精灯导 管集气瓶集气瓶水槽发生装置发生装置收集装置收集装置ABCDEF 实验实验11用高锰酸钾用高锰酸钾制取氧气制取氧气固体加热型发生装置固体加热型发生装置 （2）实验装置）实验装置：排水法收集装置排水法收集装置第一步先把导管的一端浸入水里，再用手握容器的外壁，里面的空气受热膨胀，如果导管口有气泡冒出，则装置不漏气。松手后导管里会形成一段水柱。第二步 将药品装入试管

6、，用带导管的橡胶塞塞紧试管。一横、二送、三直立。药品要平铺试管底部。 试管口要放一个蓬松的棉花团。目的：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。第三步第三步固固定定试管试管将试管固定在铁架台上。将试管固定在铁架台上。 仪器组装顺序：仪器组装顺序：先下后上先下后上, ,先左后右先左后右 注意事项（注意事项（1 1）试管口要略向下倾斜。（目的？）试管内导管在橡皮塞上刚露头即可。目的：便于气体排出。注意事项（注意事项（2）试管口处应放一个蓬松的棉花团。（ 作用？）铁夹要夹在试管的中上部。 第四步第四步点燃酒精灯，加热。先将试管均匀加热（预热），后对准药品加热 在加热前，要将集气瓶装满水倒立在水槽中 。操作：

7、瓶中装满水后，先用毛玻璃片盖住部分瓶口，再轻轻平推，盖好瓶口。然后按住玻璃片倒转集气瓶立在水槽中。第五步用排水法集气时，集气瓶装满水后倒扣在水槽中（瓶口要在水面下），导管伸到瓶口处即可； 排水法排水法（因为氧气不易溶于水且不与水反应）（因为氧气不易溶于水且不与水反应）要点要点：气泡连续、均匀地放出气泡连续、均匀地放出时才能收集时才能收集。先用水排尽空气，再用氧气排尽水。先用水排尽空气，再用氧气排尽水。否则收集的气体中混有空气。否则收集的气体中混有空气。(导管口刚有气泡放出导管口刚有气泡放出,不宜立即收不宜立即收集集,否则否则收集到的气体中混有空气）收集到的气体中混有空气）要点：当集气瓶口有气泡

8、冒出时，证明已满。 ； 将带火星的木条伸到瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的氧气已满。验满方法验满方法第六步从水槽中移移出导管 停止反应时，应先把导管从水槽里拿出，再熄灭酒精灯。防止防止倒吸，使试管炸裂倒吸，使试管炸裂 如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？第七步熄熄灭酒精灯 收集满氧气的集气瓶应正放，瓶口处盖上玻璃片。放置方法放置方法加热加热KMnO4并用排水法收集并用排水法收集O2的步骤的步骤: a.先把仪器装配好先把仪器装配好,再再检查装置的气密性检查装置的气密性;b.把药品斜铺在试管底部把药品斜铺在试管底部,并在试管口放并在试管口放棉花团棉花团。目的是目的是 再用带导管的橡皮塞塞紧试管口

9、再用带导管的橡皮塞塞紧试管口;c.固定试管固定试管(根据酒精灯高低根据酒精灯高低,试管试管口口要要略向下略向下倾斜倾斜,铁夹铁夹 要夹在离试管口约要夹在离试管口约1/3处处);d.点燃酒精灯，加热试管点燃酒精灯，加热试管(先预热先预热,再集中药品处加热再集中药品处加热);e.收集气体收集气体.防止加热时防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管堵塞导管(导管口刚有气泡放出导管口刚有气泡放出,不宜立即收集不宜立即收集,否则否则 ;收集到的气体中混有空气收集到的气体中混有空气 当导管口气泡当导管口气泡连续均匀连续均匀放出时放出时,再收集再收集.)f.实验结束时实验结束时,应应先

10、先将导管从水槽中取出将导管从水槽中取出,再再熄灭酒精灯熄灭酒精灯.(防止水槽中的水沿导管倒流入试管防止水槽中的水沿导管倒流入试管, 使试管炸裂使试管炸裂)排水法：排水法：向上排空气法：向上排空气法：放置方法：放置方法：验满方法验满方法正放在桌子上，并盖上玻璃片正放在桌子上，并盖上玻璃片将带火星的木条放在将带火星的木条放在集气瓶口集气瓶口，若木条复燃，证明，若木条复燃，证明已已 收集满。收集满。当集气瓶当集气瓶瓶口有气泡向水槽内冒出瓶口有气泡向水槽内冒出时时,表明已收集满表明已收集满.检验检验O2的方法的方法:把带火星的木条放在集气把带火星的木条放在集气瓶内瓶内,若木条若木条复燃复燃,则气体是氧

11、气则气体是氧气.整理笔记整理笔记查查( (检查装置气密性检查装置气密性) )装装( (装药品，在管口塞棉花团装药品，在管口塞棉花团) )定定( (将试管固定在铁架台上将试管固定在铁架台上) )点点( (点燃酒精灯加热药品点燃酒精灯加热药品) )收收( (收集气体收集气体) )移移( (从水中移出导管从水中移出导管) )熄熄( (熄灭酒精灯熄灭酒精灯) )谐音谐音:茶茶庄庄定定点点收收利利息息实验步骤：实验步骤：注意注意: :1.试管口要略向下倾斜试管口要略向下倾斜(目的目的 防止管口的冷凝水倒流使试管炸裂防止管口的冷凝水倒流使试管炸裂)2.排水法收集气体时伸入集气瓶内的导管不宜过长排水法收集气

12、体时伸入集气瓶内的导管不宜过长,以免气体难于排出。以免气体难于排出。3.用排空气法收集气体时用排空气法收集气体时,导管要伸到集气瓶底导管要伸到集气瓶底,便于排出空气便于排出空气.6.若用排水法收集的若用排水法收集的O2不纯（或浓度太低），原因有：不纯（或浓度太低），原因有：集气瓶未装满水，留有气泡集气瓶未装满水，留有气泡； 导管口刚有气泡放出，就开始收集气体导管口刚有气泡放出，就开始收集气体； 集气瓶移出水面后才盖上玻璃片；集气瓶移出水面后才盖上玻璃片； 集满集满O O2 2的集气瓶倒放在桌面上；的集气瓶倒放在桌面上； 防止加热时防止加热时,高锰酸钾粉末进高锰酸钾粉末进入导管入导管,堵塞导管堵

13、塞导管4. 试管口放棉花团。目的是试管口放棉花团。目的是 5.实验结束时实验结束时,应先将导管从水槽中取出应先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯再熄灭酒精灯.(防止水槽中的水沿导管倒流入试管防止水槽中的水沿导管倒流入试管, 使试管炸裂使试管炸裂)A_B_C_D_E_F_ABCDEF分液漏斗分液漏斗双孔胶塞双孔胶塞锥形瓶锥形瓶导气管导气管集气瓶集气瓶水槽水槽实验实验2用双氧水与二氧用双氧水与二氧化锰制取氧气化锰制取氧气固液不加热型发生装置固液不加热型发生装置方法二方法二:双氧水双氧水(过氧化氢过氧化氢)分解制氧气分解制氧气分液漏斗可以控制反应分液漏斗可以控制反应速率速率操作步骤操作步骤: :组组.

14、 .查查. .装（先固后液）装（先固后液）. .收收方法二方法二:双氧水双氧水(过氧化氢过氧化氢)分解制氧气分解制氧气催化剂催化剂: 一快两不变一快两不变1.1.加快其他物质的化学反应速率加快其他物质的化学反应速率2.2.反应前后本身的化学性质、质量不变。反应前后本身的化学性质、质量不变。H2O2 H2O + O2 MnO2过氧化氢水氧气过氧化氢水氧气二氧化锰二氧化锰3.3.催化剂是参加反应的，只加快反应速率，不催化剂是参加反应的，只加快反应速率，不改变生成物的多少。改变生成物的多少。4.4.此反应，还可用氧化铁、氧化铜等做催化剂。此反应，还可用氧化铁、氧化铜等做催化剂。方法二优点方法二优点:

15、 : 不需加热、安全、简便可控制反不需加热、安全、简便可控制反应速度、不污染环境等。应速度、不污染环境等。比较比较装置装置原理原理方法二方法二方法一方法一制制O O2 2加热高锰酸钾加热高锰酸钾过氧化氢、过氧化氢、 MnOMnO2 2简单装置简单装置易操作易操作, ,装置简单装置简单中途可中途可 加入液体加入液体中途中途可可加入加入 液体液体, ,可可控制反应速度控制反应速度简易装置简易装置固固 + + 液液 气气 不加热不加热固固(+(+固固) ) 气气 加热加热气体气体发生发生装置装置气体的收集方法气体的收集方法向上向上 排空排空气法气法向下向下排空排空气法气法排排水水法法气体气体性质性质

16、密度大于密度大于 空气空气密度小于密度小于空气空气不易溶于水不易溶于水不与水反应不与水反应 不与氧气反应、无毒不与氧气反应、无毒优点优点 气体干燥气体干燥气体较纯净气体较纯净缺点缺点 气体不纯净气体不纯净气体不干燥气体不干燥实验室里也可以实验室里也可以加热加热氯酸钾与二氯酸钾与二氧化锰的氧化锰的固体固体混合物混合物制取氧气。制取氧气。氯酸钾氯化钾氧气氯酸钾氯化钾氧气反应：反应：二氧化锰二氧化锰KClO3KClO2MnO2问题问题1：发生装置：发生装置，收集装置，收集装置。 A B C D E AC或或E方法三：方法三：问题问题2：如何证明氯酸钾分解实验中二氧化锰：如何证明氯酸钾分解实验中二氧化

17、锰是催化剂？是催化剂？提示：催化剂的定义提示：催化剂的定义“一快两不变一快两不变”证明：证明：1、取等质量的两份氯酸钾固体于试管、取等质量的两份氯酸钾固体于试管中，中，称取称取适量二氧化锰加入一份中，同时加适量二氧化锰加入一份中，同时加热，热，比较产生气体的快慢比较产生气体的快慢。2、从反应后的固体中分离出二氧化锰，再次、从反应后的固体中分离出二氧化锰，再次称量称量，比较二氧化锰质量是否改变比较二氧化锰质量是否改变。3、另取一份氯酸钾，将分离出二氧化锰加入、另取一份氯酸钾，将分离出二氧化锰加入并加热，并加热，看是否还能加快反应看是否还能加快反应。收集等量气体，比用时长短；收集等量气体，比用时长

18、短；用相同时间收集，比气体多用相同时间收集，比气体多少。少。二氧化锰不溶二氧化锰不溶于水。于水。溶解、过滤、溶解、过滤、洗涤、干燥。洗涤、干燥。练习：课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时，带火星的木条很难复燃，于是老师加了一个U形管，如乙图，带火星的木条较易复燃。 请回答： (1)写出实验室制取氧气的化学方程式： 。 (2)改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因： 。 (3)根据(2)中推测的原因，请你设计一个新的改进装置(可用图示或用文字叙述改进要点)。 冷凝减少了氧气中混有的水蒸气冷凝减少了氧气中混有的水蒸气如：把加热分解改成加催化剂分解。如：把加热分解改成加催化剂分解。KClO3

19、KClO2MnO2氯酸钾氯化钾氧气氯酸钾氯化钾氧气六、氧气的获得方法：六、氧气的获得方法：1、自然界：植物的光合作用。是化学变化、自然界：植物的光合作用。是化学变化2、工业上：分离液态空气法。是物理变化、工业上：分离液态空气法。是物理变化 利用液氮的沸点比液氧低进行分离利用液氮的沸点比液氧低进行分离3、实验室：（、实验室：（1）反应原理：）反应原理：KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气加热加热过氧化氢水氧气过氧化氢水氧气二氧化锰二氧化锰H2O2 H2O + O2 MnO2二氧化锰二氧化锰加热加热笔记整理笔记整理方法方法更安全、更安全、环保

20、、节能、环保、节能、简便。简便。高锰酸钾：紫黑色固体，二氧化锰：黑色固体，高锰酸钾：紫黑色固体，二氧化锰：黑色固体，过氧化氢：无色液体，氯酸钾、氯化钾：白色固体。过氧化氢：无色液体，氯酸钾、氯化钾：白色固体。3、实验室：、实验室：实验装置：实验装置：发生装置发生装置收集装置收集装置固体加热型固体加热型固液不加热型固液不加热型排水法，排水法，气体要不易溶于水气体要不易溶于水且不与水反应；且不与水反应；所得气体纯净不干燥所得气体纯净不干燥向上排空气法，向上排空气法，气体要密度比空气大气体要密度比空气大且不与空气反应；且不与空气反应；所得气体干燥不纯净所得气体干燥不纯净向下排空向下排空气法，气气法，

21、气体密度要体密度要比空气小。比空气小。分液漏斗，分液漏斗，可控制反应可控制反应速率速率长颈漏斗，长颈漏斗，下端要形成下端要形成液封液封有隔板，可有隔板，可控制反应发控制反应发生与停止生与停止3、实验室：（、实验室：（3）操作步骤：）操作步骤：（）高锰酸钾制氧气或氯酸钾制氧气的步骤：）高锰酸钾制氧气或氯酸钾制氧气的步骤：查查(检查装置气密性检查装置气密性)见实验材料第见实验材料第4页，注意区分单出口和多出口页，注意区分单出口和多出口装装(装药品装药品)在管口塞棉花团，目的：防止加热时固体粉末进入导管在管口塞棉花团，目的：防止加热时固体粉末进入导管导管在橡皮塞上刚露头，不能伸入试管内太长，导管在橡

22、皮塞上刚露头，不能伸入试管内太长， 目的：便于排出空气目的：便于排出空气定定(将试管固定在铁架台上将试管固定在铁架台上)铁夹夹在试管中上部，目的：便于预热铁夹夹在试管中上部，目的：便于预热试管口略向下倾斜，目的：防止冷凝水倒流使试管炸裂试管口略向下倾斜，目的：防止冷凝水倒流使试管炸裂点点(点燃酒精灯加热药品点燃酒精灯加热药品)加热前，先要将集气瓶装满水倒立在水槽中加热前，先要将集气瓶装满水倒立在水槽中先均匀加热后集中加热，目的：防止试管炸裂先均匀加热后集中加热，目的：防止试管炸裂收收(收集气体收集气体)排水法：排水法：气泡连续均匀冒出才能收集，目的：防止气体不气泡连续均匀冒出才能收集，目的：防

23、止气体不纯纯当气泡从瓶口向外冒，说明收集满了当气泡从瓶口向外冒，说明收集满了向上排空气法：向上排空气法：导管要伸到瓶底附近，目的：排尽空气导管要伸到瓶底附近，目的：排尽空气验满：将带火星的木条伸到瓶口，若复燃，则验满：将带火星的木条伸到瓶口，若复燃，则O2满满O2的检验：将带火星的木条伸入气体中，若复燃，则是的检验：将带火星的木条伸入气体中，若复燃，则是O2收集满氧气的集气瓶要收集满氧气的集气瓶要正放正放在桌上，因为氧气的密度比空气在桌上，因为氧气的密度比空气大。大。移移(从水中移出导管从水中移出导管)熄熄(熄灭酒精灯熄灭酒精灯)先移后熄，目的：防止倒吸，使试管炸裂先移后熄，目的：防止倒吸，使

24、试管炸裂问题：导致氧气不纯的原因可能有两个：问题：导致氧气不纯的原因可能有两个：集气瓶中的水没有预先装满，集气瓶中的水没有预先装满，刚有气泡就收集。刚有气泡就收集。组组(按要求组装好仪器按要求组装好仪器) 查查(检查装置气密性检查装置气密性)装装(装药品，装药品，先装固体后装液体先装固体后装液体)收收(收集气体收集气体)（）过氧化氢制氧气的步骤：过氧化氢制氧气的步骤：4、催化剂：、催化剂：一快两不变一快两不变不联系具体反应，说某物质是催化剂是错误的不联系具体反应，说某物质是催化剂是错误的催化剂一般是参加反应的催化剂一般是参加反应的催化剂只加快反应速率，不改变生成物的种类和多少催化剂只加快反应速

25、率，不改变生成物的种类和多少催化剂只是化学性质不变，不能说性质不变催化剂只是化学性质不变，不能说性质不变一个反应可能有多种催化剂（课本中的这两个反应可用一个反应可能有多种催化剂（课本中的这两个反应可用二氧化锰、氧化铁、氧化铜等多种物质作催化剂）二氧化锰、氧化铁、氧化铜等多种物质作催化剂） 请同学们阅读课本请同学们阅读课本P35P36P35P36的内容，了解实验室的内容，了解实验室制取氧气的方法。从以下的提纲去阅读。制取氧气的方法。从以下的提纲去阅读。氧气的实验室制法氧气的实验室制法反应的原理反应的原理药品（药品的状态）药品（药品的状态）反应的条件反应的条件反应的文字表达式反应的文字表达式发生的

26、装置发生的装置仪器仪器装置的类型装置的类型收集的方法（收集的方法（排水法？还是排空气法？排水法？还是排空气法？）检验的方法以及验满的方法检验的方法以及验满的方法A_B_C_D_E_F_试试 管管铁架台酒精灯导 管集气瓶集气瓶水槽发生装置发生装置收集装置收集装置ABCDEF 实验实验11用高锰酸钾用高锰酸钾制取氧气制取氧气固固加热制气的装置固固加热制气的装置简单装置简单装置易操作易操作, ,装置简单装置简单便于随时添便于随时添 加液体加液体既便于随时添既便于随时添 加液体加液体, ,还可以控制反还可以控制反应速率应速率简易装置简易装置物质制取方案的选择原则：物质制取方案的选择原则：原料、条件的原

27、料、条件的最经济高效原则；最经济高效原则；过程、方法的过程、方法的最简便易行原则；最简便易行原则；原料、过程、产品的原料、过程、产品的最最绿色环保原则绿色环保原则 。 什么药品可以用于实验室制取氧气？什么药品可以用于实验室制取氧气？高锰酸钾高锰酸钾 KMnOKMnO4 4 紫黑色晶体，其溶液为紫红色，是常用的消毒剂，紫黑色晶体，其溶液为紫红色，是常用的消毒剂，受热受热很快分解而放出氧气（很快分解而放出氧气（O O2 2）。）。过氧化氢（过氧化氢（H H2 2O O2 2） 俗称双氧水，无色液体。俗称双氧水，无色液体。 家庭和医院用的消毒水就家庭和医院用的消毒水就是其是其3 3的溶液，它也是一种常用的消毒剂。的溶液，它也是一种常用的消毒剂。常温常温下较下较浓的溶液会缓慢分解成水和氧气，若浓的溶液会缓慢分解成水和氧气，若加热加热或或与二氧化与二氧化锰（锰（MnOMnO2 2）混合）混合，会大大加快反应速度，迅速放出氧气，会大大加快反应速度，迅速放出氧气（O O2 2）。）。 方法一方法一