氧气的实验室制法

精锐教育学科教师辅导讲义讲义编号10sh8hx001242学员编号： 年级：初三 课时数：3学员姓名：沈仪诗 辅导科目：化学 学科教师：楚超霞课题第二章氧气的实验室制法授课时间：2010-10-310：10-12：10教学目的理解氧化反应、化合反应、分解反应，能够进行判断。掌握氧气的实验室制法与收集。教学内容上节知识的复习巩固：默写原子团与常见物质的化学式。背诵化合价的口诀：空气的组成:，法国化学家 在前人工作的基础上得出了空气是由氮气和氧气组成的结论。空气中n2占 （体积分数），o2占 （体积分数）.N2的性质： z稀有气体：CO2的用途：默写方程式：1）制取氧气的方程式2）S、P、C、H2、Fe、Mg、Al、蜡烛、酒精等燃烧的方程式，并说出其燃烧的现象。「|1SMART精锐教育 中小学1对1课外辅导专家【本次课的内容】根据上节课学过的反应方程式，来学习氧化反应、化合反应的概念。一.氧化反应、化合反应与分解反应。氧化反应与燃烧、缓慢氧化、自燃的关系。1） 氧化反应：物质与氧的反应称为氧化反应。上述氧气与金属、非金属和化合物的反应均为氧化反应。2）燃烧属于反应，自燃也属于反应，缓慢氧化也属于反应。燃烧的特点：。自燃的特点：。缓慢氧化的特点：。化合反应：由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫做化合反应。它属于四大基本反应类型之一。【思考】化合反应与氧化反应的区别和联系是什么？⑴区别：概念不同。由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫做化合反应，属于基本反应类型。物质跟氧发生的化学反应叫做氧化反应。不属于基本反应类型。化合反应和氧化反应是从不同角度对化学反应进行分类的。前者是从反应物和生成物的种类变化来考虑，后者是从反应中有无与氧结合来考虑的。氧化反应一定要有氧参加，而化合反应则不一定有氧参加。特征不同。氧气同其他物质发生氧化反应一般都要放热，剧烈时还要发光，这是氧化反应的特征而化合反应则不一定，如C+CO2高温〉2CO，不但不放热，还需要吸热。（2）联系：有些反应既是化合反应，也是氧化反应。如铝、硫、碳在氧气中燃烧。而石蜡、乙快与氧气反应生成水和二氧化碳，是氧化反应，却不是化合反应。3、分解反应：由一种物质分解为两种或者两种以上的物质的反应，叫做分解反应。它属于四大基本反应类型之一。如：高锰酸钾分解、氯酸钾分解、双氧水分解制氧气。例1.物质在空气中发生燃烧、缓慢氧化，其共同点是（ ）①都产生热量②都发光 ③都是氧化反应④都需要点燃①②B.①③C.③④ D.①②③④三、氧气的制取1.实验室制取氧气：1）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物MnOs ,村盾理2KC1O,—反应原理：实验装置：「|1SMART精锐教育 中小学i对1课外辅导专家收集装置：固+液，不加热型收集方法：用排水法或向上排空气法收集［思考］：用排水法收集氧气，利用了氧气的什么性质？ 向上排空气法收集氧气利用了氧气的什么性质？检验氧气是否收集满了的方法：用带火星的木条，平放在集气瓶口，若带火星的木条复然，则说明氧气收集满了。收集满了的氧气集气瓶应该正放在桌子上。检验是否为氧气的方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，若带火星的木条复燃，则说明是氧气；反之，则不是。实验步骤：.仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。.检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。.装入药品：按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)。.加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。.收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集；或向上集气法。.检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。.仪器的拆卸：按先右后左，先上后下的顺序。注意事项：.试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。.导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。.试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导气管，并污染制取的气体和水槽中的水。.排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。用排水法收集气体时，刚开始产生的气体不能收集，因为气体不纯，有空气存在，应该在当导管口的气泡连续并均匀地放出时，再进行收集。.实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。2)加热分解高锰酸钾制取氧气高锰酸钾 锰酸钾 二氧化锰氧气反应原理：2KMnO4一K2MnO4+MnO2+O2f实验装置：同上收集及检验都同氯酸钾制取氧气一样。「|1SMART精锐教育 中小学1对1课外辅导专家［思考］：在氯酸钾制取氧气和高锰酸钾制取氧气两个实验中，二氧化锰的作用有什么不同?3）分解过氧化氢MnOa.…一反应原理：制取装置：如图所示为“固一一液不加热型”使用该装置制取氧气的优点：过氧化氢（俗称双氧水）遇到二氧化锰分解放出氧气的速度相当快，本装置中使用分液漏斗代替长颈漏斗的最大优点是能够分批分量地加人反应物，从而很好地控制反应速度。［思考］双氧水制取氧气的实验中，二氧化锰的作用是什么？【催化剂】1）催化剂的特点是：一变二不变。一变：能改变（加快或减慢）别的物质的化学反应速率；二不变：在反应过程中本身的化学性质不发生改变；在反应前后，本身的质量没有增减。2）催化剂在化学反应里所起的作用，叫做催化作用。有的催化剂可以加快反应速度，有的可以减慢反应速度。其他制取氧气的方法：1） 工业制取氧气加压降温 升温至-196°C 氮气空气 液态空气 '〔液态氧（用蓝色钢瓶保存氧气）（-183C才能变成气体）2）电解水制氧气：2H2O匝凹＞2H2+O2f（正O2负H2，体积比1:2）3）加热氧化汞 2HgO—2Hg+O2T【典型例题】例7.从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（ ）分离液态空气通电使水分解制氧：2H2O协乌＞2H2+O2 f氯酸钾受热分解制氧：2KC1O3袂＞2KC1+O2f双氧水催化分解制氧：2H2O2血乌＞2H2O+O2f氧化汞受热分解：2HgO—2Hg+O2T例8.实验室制取氧气并用排水法收集，下列操作中有错误的是（ ）A.当加热反应刚有气泡产生，立即收集A.当加热反应刚有气泡产生，立即收集加热试管，试管口要略向下倾斜C.盛放药品前要检查装置的气密性C.盛放药品前要检查装置的气密性D.实验结束时要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯例9.实验室常用氯酸钾晶体和二氧化锰粉末制取氧气（装置A），也可用过氧化氢溶液和催化剂二氧化锰粉末来制取氧气例9.实验室常用氯酸钾晶体和二氧化锰粉末制取氧气（装置A），也可用过氧化氢溶液和催化剂二氧化锰粉末来制取氧气（装置B）。装置B中的仪器a是分液漏斗，通过活塞的“开”、“关”可以随时滴加过氧化氢溶液，从而控制得到氧气的量。（1） 写出一种实验室制取氧气的化学方程式： 。（2） 从反应物状态和反应条件来比较装置A和B的差异：装置A装置B反应物状态反应条件（3）用装置B制得的氧气带有少量水蒸气，可用浓硫酸除去水蒸气，请在下列方框中添上带橡皮塞的玻璃导管，完成除去水蒸气的实验装置图。（4）用问上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满。这是利用了氧气的性质。考点4：催化剂【知识梳理】催化剂：催化剂在化学反应里所起的作用，叫做催化作用。有的催化剂可以加快反应速度，有的可以减慢反应速度。催化剂的特点是：一变二不变。一变：能改变（加快或减慢）别的物质的化学反应速率；二不变：1）在反应过程中本身的化学性质不发生改变；2）在反应前后，本身的质量没有增减。二氧化锰在加热氯酸钾制氧气和过氧化氢分解制氧气过程中，均为催化剂.而在加热高锰酸钾制取氧气时，二氧化锰是产物。

【典型例题】例10.在氯酸钾中加入高锰酸钾、二氧化锰、锰酸钾、锰，加热混合物。作催化剂的是( )A.高锰酸钾 B.二氧化锰 C,锰酸钾 D.锰例11.实验室中常用氯酸钾受热分解制取氧气。A0=3写出该反应的化学方为组装制氧发生装置，请你从上图中选择所需的仪器【典型例题】例10.在氯酸钾中加入高锰酸钾、二氧化锰、锰酸钾、锰，加热混合物。作催化剂的是( )A.高锰酸钾 B.二氧化锰 C,锰酸钾 D.锰例11.实验室中常用氯酸钾受热分解制取氧气。A0=3写出该反应的化学方为组装制氧发生装置，请你从上图中选择所需的仪器(填序号，下同)进行该操作的具体方法：，装药品前应首先进行要想获得干燥氧气，应该选择 法收集，需要的装置有 要想或者较为纯净的氧气应选择 法收集，需要的装置有。a:实验室里还可采用右图装置，通过分解过氧化氢(H2O2)的方法制取氧气。写出该反应的化学方程式： 活察HR分液漏斗同体催化剂b:此装置中锥形瓶可用上图中的哪些仪器替代，收集氧气的方法还可以用。上图发生装置还可用于制取的气体有 。c：若某同学在收集氧气的时候，动作太慢，氧气没有收集满。在不拆卸装置的情况下，采取什么方法收集满氧气。方法一： 。方法二： 。d:反应结束后，为了回收二氧化锰应该进行的操作为：例12.1995年诺贝尔化学奖授予了荷兰的保罗•柯鲁森、美国的马里奥•莫利纳和舍马德•罗兰德，以表彰他们在研究大气化学，尤其是对臭氧的形成和保护方面所做出的重要贡献。臭氧层遭破坏的机理可简单表示为当有NO存在时，可发生如下反应：①NO+O-NO+O，②NO+O-NO+O。据此判断，NO在O分解反应中的作用是( )3 2 2 2 2 3A.氧化剂B.还原剂C.催化剂D.干燥剂例13实验室用加热KC1O3和MnO2混合物的方法制取氧气。在制取过程中，二氧化锰的质量分数［®(MnO2)］随加热时间(t)的变化情况如图II一9—4,求反应过程中KC1O3的分解百分率。「|1SMART精锐教育 中小学i对1课外辅导专家21展? 0 7iffnmt .解析：从图像可知，20%为起始时Mn02在混合物中的质量分数。在反应中二氧化锰作为催化剂，其质量不改变，但因在反应的过程中有02生成，混合物的总质量减少，故Mn02在混合物中的质量分数逐渐增大，增大到一定程度后，由于KC1O3已完全分解，混合物总质量不变，故二氧化锰的质量分数不再受时间的影响。因此在识图时，一定要看清起点、拐点与终点的物理和化学意义，找出其化学规律。解：设原混合物中二氧化锰的质量为m，则反应前、后混合物的质量分别为5m和4m，根据质量守恒定律，生成氧气的质量是m，再结合化学方程式得已分解的氯酸钾的质量为245m/96,故®(KCl03分解)=245m/96(5m-m)x100%-63.8%例14.某校化学兴趣小组的同学，探究二氧化锰作氯酸钾受热分解的催化剂时，设计了以下实验报告，请将该实验报告补充完整。【实验目的】 探究二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂。【实验用品】药品：二氧化锰、氯酸钾仪器：木条、火柴、试管夹、药匙，还需补充的仪器是 、。【实验内容】实验操作实验现象实验结论或总结1.将氯酸钾加热至融化，用带火星的木条g乂检验氧气。 飞，\加热较长时间，木条复燃。氯酸钾受热分解产生氧气。总结：二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂2.加热二氧化锰，用’次—带火星的木条检验氧jX气。 盗木条不复燃二氧化锰受热不产生氧气。3.将MnO2与KC1O3的混 JX合物加热，用带火星的您木条检验氧气。木条迅速复燃。二氧化锰能 氯酸钾的分解速度。反应的化学方程式为：【实验思考】上述探究实验还不能完全得出表内“总结”，还需补充设计实验，验证从反应后的剩余物中分离出的固体物质性质不变，并证明MnO2在KC1O3分解前后 不变；探究实验中，只做实验3可行吗，说明理由 。「|1SMART精锐教育 中小学1对1课外辅导专家答案：略；略：质量；不行，没有实验1-2，就不能判断实验3放出的氧气是由KClO3还是由MnO2分解产生的【随堂练习】下列的化学反应既不是化合反应，也不是分解反应的是（）A.水一通—氢气+氧气B.一氧化碳+氧气一点燃T二氧化碳铝+氧气点燃>氧化铝D.乙快+氧气点燃>二氧化碳+水检验氧气最简单的方法是（ ）A.将带火星的细木条伸入瓶内 B.测密度C.用红热的木炭D.只要闻气味、观察颜色下列叙述正确的是（ ）暂时存放氧气时，应将集气瓶正放在桌面上可用向下排空气法收集氧气过氧化氢只有与二氧化锰混合时，才会分解。高锰酸钾加热用排水法收完氧气后应行将酒精灯熄灭，然后从水中取出导管你站在电视机背后时，常能闻到一股特殊的气味，散发出这种气味的物质是臭氧（03），氧气在放电的条件下可以转化为臭氧，下列与此相关的说法中正确的是（）A.该变化是化学变化 B.氧气属于化合物C.该变化是物理变化 D.臭氧星混合物下列物质中，属于化合物的是（ ）A.蔗糖水B.五氧化二磷C.锌D.氯化镁溶液下列物质属于氧化物是是（）A.氧气（02） 8.水（H20）C.乙醇（C2H6O） D.氯化钻（CoCl2）下列气体中，只能用向上排空气法收集的是（）A.氧气B.氢气C.二氧化碳D.一氧化碳下列各组气体中，仅用燃着的木条不能区分出来的是（）..A.一氧化碳和二氧化碳 B.氧气和空气C.甲烷和空气 D.二氧化碳和氮气小羽从试剂商店购得一瓶质量分数为30%的双氧水，配制120g5%的双氧水，全部用于制氧气，则双氧水完全分解生成氧气的质量约为（）A.3.2g B.2.8gC.2.4g D.1.6g