【暑期预习】九年级化学上册课题6 氧气的制取（讲解）

新九年级化学暑期预习课（人教版）讲解册课题6制取氧气1.反应原理及制取装置药品高锰酸钾氯酸钾、二氧化锰过氧化氢、二氧化锰反应原理2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up17(MnO2))2H2O＋O2↑发生装置固体加热型固液常温型操作步骤检查装置气密性→装入药品→将试管固定在铁架台上→点燃酒精灯加热→收集氧气→将导气管撤离水槽→熄灭酒精灯检查装置气密性→装入药品→固定装置→收集氧气注意：（1）用KMnO4，或KCIO3制取O2时应注意：①试管口应略向下倾斜，目的是防止产生的冷凝水倒流，使试管炸裂；②用KMnO4，制取氧气时，试管口要塞一团棉花目的是防止高锰酸钾粉末随气流进入导管，堵塞导管；③用排水法收集氧气，结束时应先移出导管，后撤酒精灯，目的是防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂；④用排水法收集氧气时，水的作用是排尽集气瓶中的空气，应待导管口气泡连续均匀冒出时再开始收集，目的是防止集气瓶中混有未排尽的空气；⑤用向上排空气法收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气。（2）用H2O2制取O2时应注意：长颈漏斗必须伸入液面以下，防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。2.装置的改进与评价①将固液常温型装置中的长颈漏斗分别换成分液漏斗和注射器（如图A.图B所示），改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速率。②C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。3.收集装置方法排水法向上排空气法收集装置选取依据气体的密度及在水中的溶解性不易溶于水且不与水反应密度比空气大优缺点优点：①收集的气体较纯净，②易判断是否收集满；缺点：收集的气体不干燥优点：收集的气体较干燥；缺点：收集的气体纯度不高注意事项当观察到瓶口有气泡冒出时，证明氧气已收集满导气管应伸至集气瓶底部，目的是排尽集气瓶中的空气.4.检验和验满检验将带火星的木条伸入集气瓶瓶内，如果木条复燃，证明收集的气体是氧气验满向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，如果木条复燃，说明氧气已集满排水法：当有大量气泡从集气瓶瓶口冒出时，说明氧气已集满（4）操作步骤以加热高锰酸钾制取氧气为例：查、装、定、点、收、离、熄。①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体；⑥离：将导管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。拓展：无法收集到较纯净氧气的可能原因：（1）装置气密性不好。（2）用向上排空气法收集时导管未伸到集气瓶底部。（3）用排水法收集时，未等导管口有连续、均匀地气泡冒出时就开始收集。5.“多功能瓶”的应用装置功能气体进出方向排空气法收集气体密度大于空气的气体b进a出密度小于空气的气体a进b出排水法收集气体a进b出检验、除杂、干燥气体b进a出6.干燥剂及干燥装置：（1）常见气体的干燥剂及适用范围：①浓硫酸——干燥酸性气体和中性气体，如氧气、二氧化碳、氮气等。②氢氧化钠固体、碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物）——干燥碱性气体和中性气体，如氨气、氮气等。（2）干燥装置如图所示：1．实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，一定不需要用到的仪器是A．酒精灯 B．水槽 C．集气瓶 D．分液漏斗【答案】A【解析】实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，是固液常温型反应，不需要加热，故不需要酒精灯。故选A。2．氧气的制取及有关性质实验，图示正确的是A．制氧气 B．收集氧气C．铁丝燃烧 D．测定空气中氧气的体积分数【答案】C【解析】A.为防止加热时产生的冷凝水倒流，加热固体制取气体时试管口应低于试管底部，图示操作错误；B.利用向上排空气法收集氧气，试管口不能放塞子，应放玻璃片，便于排空气，图示操作错误；C.铁丝在氧气中燃烧，集气瓶底要放一些水或沙子，防止燃烧后的高温熔融物溅落炸裂瓶底，图示操作正确；D.木炭燃烧消耗氧气，但又生成二氧化碳，使瓶内气压变化不大，水不能倒流，无法测出氧气的体积分数，图示操作错误。故选C。3．下列有关加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的实验操作的“先”与“后”的说法正确的是A．组装装置时，要先固定试管，再放置酒精灯B．加入药品时，要先加入药品，再检查装置的气密性C．开始加热时，要先移动酒精灯给试管预热，再固定在药品下方加热D．实验结束时，要先熄灭酒精灯，再将导气管从水槽中拿出【答案】C【解析】A.组装装置时，要先放置酒精灯，再固定试管，A错误，不符合题意；B.加入药品时，先检查装置的气密性再加入药品，B错误，不符合题意；C.开始加热时，要先移动酒精灯给试管预热，再固定在药品下方加热，操作正确，符合题意；D.实验结束时，要先将导气管从水槽中拿出，再熄灭酒精灯，D错误，不符合题意；故选：C。4．实验室用加热高锰酸钾制取氧气的主要操作有：①点燃酒精灯，加热；②检查装置的气密性；③装药品；④熄灭酒精灯；⑤收集气体；⑥把试管固定在铁架台上；⑦将导管撤离水槽。正确的顺序是A．②③⑥①⑤⑦④ B．②③⑥①⑤④⑦C．③②①⑥⑤⑦④ D．①②③⑤⑥④⑦【答案】A【解析】其操作顺序正确的是：检查装置的气密性，装入高锰酸钾，并在试管口放一团棉花，用带导管的胶塞塞紧，并将试管固定在铁架台上，点燃酒精灯给试管加热，用排水法收集氧气，从水槽中取出导管，熄灭酒精灯。故填：A。5．下列关于O2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是A制O2的药品B发生装置C收集装置D验证O2的可燃性【答案】D【解析】A.实验室中用过氧化氢和二氧化锰制氧气，选项正确；B.过氧化氢和二氧化锰制氧气属于固液常温型，可以采用B中装置制取，选项正确；C.氧气密度比空气大，可以采用向上排空气法收集，选项正确；D.氧气具有助燃性，不具可燃性，选项错误。故选：D。6．如图所示四种途径都可以得到O2(反应条件已省略)，下列说法错误的是A．根据绿色化学理念，甲途径是实验室制O2的最佳方案B．为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，还需要加入催化剂C．甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是分解反应D．工业上采用途径丁制取大量O2，主要是利用了N2和O2的密度不同【答案】D【解析】A.乙途径和丙途径需要加热，丁途径需要让空气液化，需要外界提供能量，根据绿色化学理念，甲途径是实验室制O2的最佳方案，A选项说法正确，不符合题意；B.为了使甲、乙两种途径更快地得到O2，还需要加入催化剂，B选项说法正确，不符合题意；C.甲、乙和丙途径中发生化学变化的基本反应类型都是分解反应，C选项说法正确，不符合题意；D.工业上采用途径丁制取大量O2，主要是利用了N2和O2的沸点不同，D选项说法错误，符合题意。故选D。7．某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是:A．c代表氧气B．t1时刻，O2开始产生C．t2时刻，KMnO4开始分解D．KMnO4是催化剂【答案】B【解析】根据题干所给信息可知，b物质的质量少，b是高锰酸钾，a是氯酸钾，在t1时刻高锰酸钾开始分解，有氧气生成，随着高锰酸钾的分解，二氧化锰的质量也在不断的增加，故A.C.D错误，B正确。故选B。8．分析下列实验中出现的异常现象，并从给定的选择项中把可能的原因用字母填入括号内。（1）实验室用高锰酸钾制氧气时试管破裂_______________；（2）用高锰酸钾制氧气时水槽中的水变为紫红色_______________；（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧______________；（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生________________。A．试管口未放棉花B．试管外壁有水C．装置漏气D．氧气不纯【答案】BADC【解析】（1）实验室用高锰酸钾制氧气时试管破裂，可能是试管外壁有水，使试管受热不均匀发生破裂；（2）用高锰酸钾制氧气时水槽中的水变为紫红色，可能是试管口未放棉花，高锰酸钾颗粒通过导气管进入水中；（3）将细铁丝伸入氧气瓶中却未能看到细铁丝发生燃烧可能是氧气不纯；（4）制氧气时加热后却发现管口没有气泡产生可能是装置漏气。9．氧气是空气的主要成分，是一种化学性质比较活泼的物质。如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图：①分离液态空气制氧气的过程主要发生_____（填“物理”或“化学”）变化。②已知：液氮的沸点为﹣196℃，液氧的沸点为﹣183℃，液态空气在蒸发时，首先蒸发出来的是_____（填化学式）。③这样制得的氧气属_____（填“纯净物”或“混合物”）。【答案】物理N2混合物【解析】①分离液态空气制氧气，是利用液态氮和液态氧的沸点不同，没有新物质生成，属于物理变化。②液氮的沸点为﹣196℃，液氧的沸点为﹣183℃，液氮的沸点比液氧的低，故液态空气在蒸发时，首先蒸发出来的是氮气，其化学式为：N2。③剩余的液体为液态氧和液态稀有气体等，这样制得的氧气属于混合物。故答案为①物理；②N2；③混合物。10．如图是实验室制取气体常用装置，请根据题意回答下列问题：（1）写出图中仪器①的名称：_____。（2）实验室选用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为_____，若选用A作为其发生装置，还缺少棉花，加棉花的目的是_____。若选用F装置收集氧气，气体应从_____（填a或b）端通入，通入一段时间后，要证明氧气已经收集满的操作是：_____，若木条复燃，则氧气已集满。（3）某同学用B装置制取氧气，该反应的文字表达式为_____。B装置中长颈漏斗下端要形成液封，目的是_____。实验过程中该同学观察到B中反应太快，不利于气体收集，他可选择下列措施中的_____（填序号）解决该问题。A将长颈漏斗换成注射器B向装置中加入适量蒸馏水C将锥形瓶换成试管该同学要收集一瓶较纯净的氧气，他应选择上图中的_____（填装置序号）装置进行收集。收集时该同学看到B中液体里有大量气泡产生，但最终收集的氧气还不够纯净，原因可能是：I、装置漏气；II、_____。（4）甲烷是一种无色无味密度小于空气的气体，它难溶于水，是一种常用的燃料。实验室中常加热醋酸钠固体和氢氧化钠固体混合物的方法制备甲烷，如果要制取并收集一瓶甲烷气体，可选择上图中的_____（填装置序号）装置。收集满甲烷气体的集气瓶盖上玻璃片后，要_____（填选“正放”或“倒放”）在试验台上。【答案】锥形瓶高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气防止高锰酸钾进入导管b将带火星的木条放在a导管口过氧化氢水+氧气防止生成的气体从长颈漏斗逸出ABD刚出现气泡就开始收集AD或AE或AF倒放【解析】（1）图中仪器①的名称：锥形瓶；(2)实验室选用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；若选用A作为其发生装置，还缺少棉花，加棉花的目的是防止高锰酸钾进入导管堵塞导管；氧气的密度比空气大，用F装置收集氧气，气体应从b端通入；通入一段时间后，要证明氧气已经收集满的操作是：将带火星的木条放在a导管口，若木条复燃，则氧气已集满；(3)B装置属于固液常温型装置适用于双氧水和二氧化锰制氧气，文字表达式为：过氧化氢水+氧气。液封的目的是：防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出；实验过程中该同学观察到B中反应太快，不利于气体收集，可以选择减慢反应