人教版化学九上学案：2.3 制取氧气

2.3制取氧气一、学习目标1．初步学习在实验室制取氧气的原理和方法。2．了解催化剂的概念和作用，认识分解反应。3．学习综合分析实验现象并从中归纳结论的思维方法。二、学习重难点重点：氧气的实验室制法及实验操作。难点：催化剂概念和催化作用。三、学习过程【知识回顾】1．氧气的物理性质颜色气味状态密度溶解性三态变化2．氧气的化学性质（1）氧气能支持燃烧；（2）在加热或点燃条件下，氧气能与很多物质反应：①与硫反应的文字表达式：____________________________。注：硫和氧气生成的产物__________是_____颜色、_____气味的_____体，_____溶于水，是主要大气污染物，可造成_____。②与碳反应的文字表达式：____________________________。注：碳和氧气生成的产物__________是_____颜色、_____气味的_____体，可使澄清水_____，空气中含量过高会造成__________。③与铁反应的物质表达式：____________________________。注：铁和氧气生成的产物_______________是_____色_____体。【答案】1．颜色气味状态密度溶解性三态变化无色无味气态1.429g/L不易溶于水2．（2）①硫+氧气二氧化硫；二氧化硫、没有、没有、气、易、酸雨；②碳+氧气二氧化碳；二氧化碳、没有、没有、气、变浑浊、温室效应；③铁+氧气四氧化三铁；四氧化三铁、黑、固。【课前预习】1．氧气的实验室制法在实验室里常采用分解_______________、_______________或_______________的方法制取氧气，反应文字表达式分别是：（1）_____________________________________________；（2）_____________________________________________；（3）_____________________________________________。2．氧气的工业制法（1）分离液态空气法：利用氧气和氮气的___________不同分离出氧气。（2）利用_________________技术得到富氧空气。【答案】1．高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；过氧化氢水+氧气；氯酸钾氯化钾+氧气；2．沸点、膜分离。【课堂探究】一、氧气的工业制法1．分离液态空气法原理：在低温加压条件下，使空气液化转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点低(液态氧的沸点为-183℃)，因此，升温蒸发时，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩余的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常把氧气加压到1.5×104kPa，并贮存在蓝色的钢瓶中。2．膜分离空气法原理：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离，可以得到含氧量90%以上的富氧空气。上述两种变化过程，均属于____________变化。【答案】物理二、氧气的实验室制法1．加热高锰酸钾制氧气（1）实验药品：高锰酸钾（暗紫色固体）（2）实验原理：__________________________________。（3）实验装置：，分为发生装置和收集装置。（4）实验操作：“查、装、定、点、收、离、熄”。①查：连接好仪器，检查装置的______________。②装：向试管中装入药品高锰酸钾，在试管口塞上________。③定：将试管固定在铁架台上，试管口要_____________。④点：点燃酒精灯，进行加热（先_______，后集中在药品处加热）。⑤收：用___________法收集气体。⑥移：先把_________从水槽中拿出。⑦熄：熄灭_________。（5）实验记录：实验内容现象加热试管，用排水集气法收集一瓶氧气把带火星的木条伸入集气瓶中（6）收集氧气的方法化学实验中收集气体有下列3中常用的方法：排水法向上排空气法向下排空气法可以用来收集氧气的方法：①排水法（氧气________溶于水）；②向上排空气法（氧气的密度比空气____。）（7）验满氧气的方法①用排水法收集：当集气瓶中的水排完，集气瓶___有大量气泡冒出，证明已收集满。②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶____，若木条______，证明已收集满。【答案】（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；（4）气密性、棉花团、略向下倾斜、预热、排水、导气管、酒精灯；（5）有大量气泡进入集气瓶、木条复燃。（6）不易；大。（7）口；口、复燃。【交流讨论】①为什么要在试管口放一团棉花？②用排水法收集氧气，当导管口有气泡放出时，应立即收集吗？什么时候开始收集？③实验结束时，为什么先将导管移出水面再熄灭酒精灯？如果先熄灭酒精灯会造成什么后果？【答案】①防止高锰酸钾固体进入导管，堵塞导管不利于气体的导出；②不应该立即收集，因为开始装置中的空气还没有排净，当气泡均匀连续冒出时，开始收集可以得到纯净的氧气；③如果先熄灭酒精灯，那么试管内温度下降，导致里面的气体压强变小，水就会倒流入试管内，导致试管炸裂。【练一练】用下图装置制取氧气，下列说法错误的是（）实验前应先检查装置的气密性当有气泡冒出时，立刻开始收集氧气氧气能用排水法收集的原因是其不易溶于水试管中发生反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气【答案】B2．分解过氧化氢溶液制取氧气实验原理：过氧化氢水+氧气实验装置：【实验探究】分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用步骤和方法现象记录分析、思考、结论（1）在试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。有非常缓慢的气泡产生，木条___________木条没有复燃说明什么？（2）在另一只试管中加入5mL5%的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。是否明显有气泡产生？_______速度快还是慢？____木条___________木条复燃说明什么？（3）待实验的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液（重复多次）是否明显有气泡产生？_______速度快还是慢？____木条___________二氧化锰好像永远用不完，该物质是反应物吗？若不是，它起何作用？【答案】现象记录：（1）没有复燃；（2）是、快、复燃；（3）是、快、复燃。分析、思考、结论：（1）常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。（2）二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。（3）氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰不是反应物，只起加快产生氧气的作用。【总结】（1）在化学反应里能________其他物质的化学反应速率，而本身的________和________在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂（又叫触媒）。例如：在过氧化氢分解反应中的二氧化锰就是该反应的催化剂。（2）催化剂在化学反应中所起的作用叫做________。例如：二氧化锰就对过氧化氢的分解起了催化作用。点拨：①催化剂的本质：“一变两不变”；②催化剂的物理性质在化学反应前后可能改变；③催化剂可使反应速度加快，也可使之变慢；④催化剂不能改变生成物的质量。【答案】改变、质量、化学性质；催化作用【练一练】下列有关催化剂的说法正确的是（）使用催化剂使生成物的量增多在化学反应后其化学性质发生了改变在化学反应后其质量发生了改变催化剂能改变化学反应速率【答案】D3．分解氯酸钾制取氧气实验原理：氯酸钾氯化钾+氧气（二氧化锰作催化剂）实验装置：三、分解反应交流讨论：写出实验室三种方法制取氧气反应的文字表达式，比较这三个反应有什么共同点？1．分解反应：由_________物质生成_________或_________其它物质的反应。2．特点：_____________，分解反应和化合反应一样，都是化学基本反应类型中的一种。【答案】一种、两种、两种以上；一变多。【练一练】下列反应属于分解反应的是（）镁+氧气氧化镁泥水过滤→泥+水碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水石蜡+氧气水+二氧化碳【答案】C【学后反思】通过本节课的学习，你收获了什么？【测评反馈】1．如图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是（）A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂C．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流入试管，引起试管的炸裂【答案】C【解析】A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气，不符合题意；B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂，不符合题意；C．先对试管进行预热防止受热不均匀炸裂试管，然后对药品部分进行集中加热，符合题意；D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒吸进入试管，试管破裂，不符合题意。故答案为：C。2．如图是“用双氧水制取一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是（

）A．

B．

C．

D．【答案】D【解析】A．向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作不符合题意；B．氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，导管要插到集气瓶底，图中所示操作不符合题意；C．检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作不符合题意；D．检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作符合题意。故答案为：D。3．已知：2H2O22H2O+O2↑。如图表示将一定质量的H2O2溶液和MnO2混合后，变量y随时间的变化趋势。变量y是（

）A．H2O2的质量

B．O2的质量

C．MnO2的质量

D．溶液的总质量【答案】B【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，在反应前后二氧化锰的质量不变；随着反应的进行：过氧化氢的质量逐渐减少；氧气的质量逐渐增加，至完全反应不再发生变化；溶液的质量逐渐减少，至反应完全，液体只剩下水。故答案为：B。4．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变

②性质不变

③能增加生成物的质量

④催化剂在反应中都是加快反应速率

⑤二氧化锰是一切反应的催化剂

⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（

）A．②③⑤

B．①④⑤

C．①⑥

D．全部【答案】C【解析】催化剂是改变反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不发生改变；①质量不变，符合题意；②是化学性质不变，不符合题意；③催化剂不改变生成物的质量，不符合题意；④催化剂在反应中是改变反应速率，不符合题意；⑤二氧化锰是某些反应的催化剂不是所有反应的催化剂，不符合题意；⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同，符合题意。故答案为：C。5．下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（

）A．氢气+氧气水

B．氢气+氧化铁铁+水C．碳酸→水+二氧化碳

D．双氧水→水+氧气【答案】B【解析】A．该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故不符合题意；B．该反应物和生成物均是两种，不符合“多变一”的特征，也不符合“一变多”的特征，既不属于化合反应也不属于分解反应，故符合题意；C．该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故不符合题意；D．该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故不符合题意。故答案为：B。6．某同学在加热氯酸钾制取氧气时，错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内，出现的情况是（

）A．反应速率不变，生成氧气的质量不变

B．反应速率加快，生成氧气的质量不变C．反应速率不变，生成氧气的质量增加

D．反应速率加快，生成氧气的质量增加【答案】D【解析】氯酸钾制取氧气时二氧化锰是催化剂，加入二氧化锰只能加快反应速度，不能改变生成物的量。用高锰酸钾制氧气的生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气。所以错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内，生成氧气的量会增多，又因为高锰酸钾分解生成的二氧化锰正好作为氯酸钾分解的催化剂，所以反应速度也加快了。故答案为：D。7．已知固体氯酸钾在加热条件下可以分解，生成氧气。如果用二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度。已知a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，当分别同时加热a和b至完全反应时，能符合题意表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（

）A．

B．

C．

D．【答案】A【解析】解：因a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，由二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度，则b反应快，时间短