制取氧气-加热高锰酸钾制取氧气 （解析版）初二升初三化学衔接自学课

第11讲制取氧气——加热高锰酸钾制取氧气【学习目标】1.知道氧气的工业制法2.掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等3.初步形成制取气体的一般思路和方法【基础知识】1.工业制氧----分离液态空气思考：在液态空气分离过程中，氮气、氩气、氧气三种气体哪种气体先出来？该过程的利用的是什么原理？属于什么变化？答：氮气；利用空气中各成分的沸点不同；物理变化。2.实验室制取氧气的方法①实验原理：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气②药品：高锰酸钾KMnO4是一种暗紫色固体③根据实验原理可选择以下仪器进行实验：思考：选择以上实验仪器的依据是什么？启示：反应物在什么条件下反应？反应物在哪里反应？怎样收集起来？④实验装置图这样组装仪器的依据是什么？启示：反应物的状态？反应条件？气体的溶解性？密度与空气比较？⑤实验步骤：查--装---定---点---收---离---熄⑥验满(1)排水法收集：当集气瓶没有水只有气体，证明已收集满。(2)向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。⑦注意事项（1）试管口略向下倾斜：防止药品中的水在试管口凝结，回流到试管底部导致试管炸裂。（2）导管不能伸入太长：有利于产生的气体排出。（3）试管口放一团棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。（4）排气法收集气体时，待导管口有均匀气泡冒出时再收集：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。(5)实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。3.实验室制取氧气的一般思路气体检验和验满确定反生装置确定收集装置确定反应原理气体检验和验满确定反生装置确定收集装置确定反应原理在众多能够产生氧气的化学反应里，满足什么特点的反应才能被利用来制取氧气呢？确定反应原理：①反应物没有气体参与②生成物只有一种气体确定反应药品：①反应条件易达到②药品容易获取③反应物速率适中确定制取装置：根据反应物的状态、反应条件选择发生装置；根据气体的性质选择收集装置检验和验满：根据气体性质进行物质检验和验满【考点剖析】考点一：工业制氧例1.工业制氧气，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述错误的是（）A.有新物质氧气生成 B.利用了物质的沸点不同C.先收集到的氮气沸点较低 D.属于物理变化【答案】A【解析】A.空气中含有氧气，所以分离液态空气法得到的氧气不是新生成的，说法错误；B.工业上是从液化空气法利用空气中氮气和氧气的沸点不同制氧气，说法正确；C.工业上是从液化空气法利用空气中各成分的沸点不同制氧气，氮气沸点较低先收集到，说法正确；D.工业制氧气用分离液态空气法制取氧气的过程中没有新物质生成，发生的属于物理变化，说法正确。故选A。考点二：实验室制氧原理的选择例2.

现有下列反应：①②③。其中适用于实验室制取氧气的有（）A.①②③ B.①③ C.②③ D.①②【答案】D【解析】加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液制取氧气，生成物只有氧气一种气体，生成的氧气较纯，而加热硝酸铵生成氮气和氧气，生成的氧气不纯，所以适用于实验室制取氧气的有①②。故选D。考点三：加热高锰酸钾制取氧气例3.实验室用高锰酸钾制取氧气，下列有关实验的基本操作正确的是（）A.

检查装置气密性 B.

取用高锰酸钾C.

点燃酒精灯 D.

验满氧气【答案】A【解析】A.检查该装置气密性时，先将导管放入水中，再用手紧握试管，若有气泡冒出，则说明装置气密性良好，该选项操作正确；B.高锰酸钾为粉末，应将试管倾斜，然后用药匙将药品送至试管底部，该选项操作不正确；C.禁止用燃着的酒精灯点燃另一只酒精灯，该选项操作不正确；D.氧气验满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，而不是伸入瓶中，该选项操作不正确。故选A。例4.实验室加热高锰酸钾制取氧气，有如下操作步骤，其操作顺序正确的是①加热药品；②检查装置的气密性；③把药品装入试管中，并把装置安装好；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯。A.②③①④⑤⑥ B.②③①④⑥⑤C.③②①④⑥⑤ D.③②①④⑤⑥【答案】A【解析】加热高锰酸钾制取氧气，其操作顺序是先检查装置的气密性，再把药品装入试管中，并把装置安装好，然后加热药品，用排水法收集氧气，再从水槽中取出导管，最后熄灭酒精灯，即正确步骤是②③①④⑤⑥，故选A。考点四：制取气体的一般思路例5.用如图所示的装置制取气体，需满足的条件是①反应物都是固体②反应需要加热③制得的气体不易溶于水④制取的气体密度比空气大A.①② B.②③④ C.①②③ D.①②③④【答案】C【解析】此装置的发生装置属于固固加热型，选择此装置应满足的条件是：反应物的状态是固体，反应条件是加热；此收集装置属于排水法集气，选用此装置应满足的条件是：气体不易溶于水，与制取的气体密度和空气的大小无关；①②③是正确的；故选C。【过关检测】1.如图是关于工业制取氧气和氧气化学性质的部分知识网络，关于说法正确的是（）A.工业上用分离液态空气的方法制取氧气是利用了氧气的化学性质B.①、②两类反应均体现了氧气的可燃性C.①类反应吸收热量D.木炭在①类反应中的生成物为二氧化碳【答案】D【解析】A.工业上用分离液态空气的方法制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，沸点属于物理性质，不符合题意；B.反应①红磷、木炭、铁等能在氧气中燃烧，说明氧气具有助燃性，不具有可燃性，反应②铁、食物等能与氧气发生缓慢氧化，说明氧气具有氧化性，不符合题意；C.①类反应，物质在氧气中燃烧，放出热量，不符合题意；D.木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，符合题意。故选D。2.下列关于实验室制取氧气的说法中，正确的是（）A.用排空气法收集气体验满的方法为将带火星的小木条伸入瓶中B.用排水法收集气体时，提前将导管伸入盛满水的集气瓶以便于收集气体C.根据氧气的密度比空气大这一物理性质，可以选择向下排空气法进行收集D.选择制取气体的原理时，用来制取氧气的反应物中必须含有氧元素【答案】D【解析】A.将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，表明氧气已集满。A不正确；B.加热固体药品前或者加热固体药品的同时将导气管伸入盛满水的集气瓶，会将试管和导气管里的空气收集到集气瓶。B不正确；C.根据氧气的密度比空气大这一物理性质，可以选择向上排空气法进行收集。C不正确；D.根据质量守恒定律，选择制取气体的原理时，用来制取氧气的反应物中必须含有氧元素。D正确。综上所述：选择D。3.下列实验室用高锰酸钾制取氧气的实验操作中，正确的是（）A.组装发生装置 B.加入高锰酸钾C.点燃酒精灯 D.加热高锰酸钾【答案】B【解析】A.如图组装容易损坏玻璃导管和试管，应该横放，手捏住橡皮塞稍用力旋进试管，错误；B.加入固体可用药匙将固体送入试管底部再直立试管，正确；C.不能用燃着的酒精灯点燃另一盏酒精灯，会引起失火，错误；D.加热高锰酸钾试管口需要放一团棉花，防止固体进入导管，错误。故选：B。4.如图是实验室中氧气的制取、收集、验满、性质验证的操作，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A.高锰酸钾制取氧气，试管口要放一小团棉花，防止高锰酸钾粉末堵塞导管；并且试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流，引起试管炸裂；选项操作正确，故符合题意；B.氧气的密度比空气大，用向上排空气法收集时，导管要伸入集气瓶底部，图中导管太短，选项操作错误，故不符合题意；C.验满时，带火星的木条应放在集气瓶口，不应伸入集气瓶内，选项操作错误，故不符合题意；D.细铁丝在氧气中燃烧时，会看到剧烈燃烧，火星四射，为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，集气瓶底部要预先放少量的水或铺一层细沙，选项操作错误，故不符合题意。故选A。5.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是（）A.制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性B.加热时，直接用酒精灯的火焰对准药品所在的位置加热C.导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体D.反应结束时，先将导管移出水面，然后再停止加热【答案】D【解析】A.制取气体时，先检验装置的气密性，确保装置不漏气然后装药品，选项说法错误。B.加热时，先用酒精灯预热，然后用酒精灯的火焰对准药品所在的位置加热，否则容易受热不均爆炸，选项说法错误。C.导气管口开始产生气泡时，排出的是空气不能收集，当看到有连续均匀气泡冒出时才能用装满水的集气瓶收集气体，选项说法错误。D.反应结束时，先将导管移出水面，然后再停止加热，可以防止水倒流引起试管炸裂，选项说法正确。故选：D6.某气体只能用向上排空气法收集，由此得出它应具备下列性质的是（）①不易溶于水②易溶或能溶于水③密度比空气大④密度比空气小A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】B【解析】该气体只能用向上排空气法收集不能用排水法收集，故该气体能溶于水或易溶于水，还有可能和水反应；该气体只能用向上排空气法收集，说明该气体密度比空气密度大，故②③说法正确；答案：B。7.实验室用高锰酸钾制取氧气。下列操作正确的是（）A.连接仪器 B.点燃酒精灯C.加热高锰酸钾 D.收集氧气【答案】D【解析】A.连接仪器时如果将试管竖立放在桌面上，用力过猛会压破试管，操作错误；B.点燃酒精灯要用火柴，不能用一个酒精灯点燃另一个酒精灯，操作错误；C.加热高锰酸钾时，试管口应略倾斜向下，防止冷凝水回流至试管底部使试管炸裂，操作错误；D.氧气密度大于空气，所以收集氧气时，导管要伸入集气瓶底，操作正确。故选D。8.在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是（）A.用排水法收集O2时，装置漏气B.用向上排空气法收集O2时，导管伸入到集气瓶的底部C.用排水法收集O2时，导管口冒出气泡，立即收集D.用排水法收集O2，收集满后，在水下盖上玻璃片【答案】C【解析】A.用排水法收集氧气时收集到的氧气不纯，可能是集气瓶未装满水或未等导管口的气泡连续均匀冒出时再收集，而装置漏气收集不到氧气，故选项不符合题意；B.用排空气法收集氧气，导气管伸到集气瓶的底部，可以把集气瓶中的空气排尽，故选项不符合题意；C.用排水法收集，没有等到气泡连续均匀放出时就开始收集，原试管内的空气进入集气瓶，导致制得的氧气不纯，故选项符合题意；D.用排水法收集O2，收集满后，在水下盖上玻璃片，可以防止空气的进入，故选项分析不符合题意。故选C。9.实验室现有高锰酸钾、火柴、棉花、升降台等用品及以下仪器，请回答下列问题并填写相关空白：(1)上述仪器中，E仪器的名称为______；若用上述仪器及药品制取氧气，所需要的仪器编号为______（填字母），请写出用上述药品制氧气反应的表达式（文字或符号均可）______。(2)制取氧气时需先检查装置的气密性，其操作是：连接好仪器，把导管的一端放入水中，______（填一种操作），若装置气密性良好，可观察到水中导管口有______的现象。(3)在试管中装入少量药品，并在试管口放一团棉花，其作用是______。(4)用排水法收集氧气时，待气泡______时，开始收集。(5)停止加热时，先要把______，然后在熄灭酒精灯。【答案】(1)酒精灯ABDEFG高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气/KMnO4K2MnO4+MnO2+O2(2)用手捂住试管气泡冒出(3)防止粉末状固体进入导管(4)均匀冒出(5)导管移出水面【解析】（1）根据图示可知E为酒精灯；题干提供的药品中可以利用高锰酸钾受热分解制氧气，该反应中反应物为固体，反应条件为加热，则发生装置的组合为ADEG；氧气不易溶于水，则可以用排水集气法收集，组合为BF，故制取的组合为ABDEFG；高锰酸钾受热的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；符号表达式为：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；（2）检验高锰酸钾制氧气的发生装置的气密性操作为：连接好仪器，把导管的一端放入水中，用手捂住试管，若装置气密性良好，可观察到水中导管口有气泡冒出；（3）在高锰酸钾受热分解制氧气的实验中，为防止粉末状固体进入导管造成堵塞，则需要在试管口放一团棉花；（4）实验中反应开始时导管口排出的为装置中的空气，不易收集，等到导管口气泡均匀冒出才开始收集氧气；（5）实验结束后为防止水槽中的水被倒吸，需要先将导管移出水面，最后熄灭酒精灯。10.已知试剂A是一种暗紫色固体，加热试剂A得到固体B和气体C，物质D是一种淡黄色固体粉末，它在气体C中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，同时生成一种能导致酸雨的有刺激性气味的气体。回答下列问题：

(1)试剂A加热时发生反应的文字表达式为___________；(2)固体B属于___________(填“纯净物”或“混合物”)；(3)物质D在气体C中燃烧的符号表达式是___________；该实验中瓶内装少量水的作用是___________；(4)物质E是生活中使用最多的一种常见的金属，E在气体C中燃烧的实验现象是___________；为防止物质E燃烧时炸裂瓶底，实验时可将瓶内的水换成___________。(5)某班同学在实验室用试剂A制取氧气，用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变成了红色，原因是___________；收集完两瓶氧气后，熄灭酒精灯时忘记将导管从水槽中拿出