2026沪教九年级化学上册第3节 氧气的制备 第2课时（同步讲义）（学生版）

第2章空气与水资源第3节氧气的制备第2课时氧气的实验制取教学目标1.能认识实验室制取氧气的思路和方法;2.掌握实验室用高锰酸钾制氧气的原理、装置、操作步骤及注意事项等；3.能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步形成实验室制备气体的一般思路。重点和难点重点：加热高锰酸钾制取氧气；实验室制取气体装置的选择方法。难点：学生实验——氧气的实验室制法。◆知识点一加热高锰酸钾制氧气1.药品：高锰酸钾（紫黑色固体，化学式：KMnO4）2.反应原理：文字表达式：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气符号表达式：KMnO4K2MnO4+MnO2+O23.反应装置（固体加热型）：实验步骤：操作步骤口诀操作方法检查装置的气密性查（茶）连接好装置，先将导管末端放入水中，再用手紧握试管，若观察到导管口有气泡冒出，移开手后过一段时间，导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好将试剂装入试管装（庄）将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一小团棉花，用单孔橡皮塞塞紧把试管固定在铁架台上定（定）铁夹夹在试管的中上部（或距试管口1/4~1/3

处），并使试管口略向下倾斜

点燃酒精灯点（点）点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后对准试剂部位加热收集氧气收（收）若用排水法收集气体，集气瓶内装满水，倒扣在水槽中（瓶口在水面下），当导管口有气泡连续均匀地冒出时，开始收集。当有气泡从瓶口向外冒时表明瓶内已经集满氧气，在水下盖好玻璃片取出，正放在桌面上；若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气），验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则氧气已收集满。撤离导管离（利）实验结束后，先将导管从水槽中撤离，后熄灭酒精灯熄灭酒精灯熄（息）注意事项：注意事项：选择试剂需考虑的因素：1.制氧气的原料须是含氧的物质。2.利用较简单的实验条件就能较快得到氧气。3.生成的气体成分单一，便于收集。即学即练1.用高锰酸钾取氧气有下面一些操作：①加热；②收集氧气；③向试管中装入药品，并固定在铁架台上；④检查装置的气密性；⑤停止加热；⑥将导管从水槽中取出。正确操作的顺序是A．①②③④⑤⑥ B．④③⑥⑤①②C．③②①④⑥⑤ D．④③①②⑥⑤2.实验课上，同学们利用下列装置完成了氧气的制取和性质实验。(1)图1中，仪器a的名称是。(2)图1装置中，制取氧气的文字表达式为，试管口棉花的作用是；实验结束后，发现试管有裂缝，可能的原因是（写1条）。(3)图2中，集气瓶中水的作用是。◆知识点二加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气1.药品：氯酸钾（白色固体，化学式KClO3）与二氧化锰（黑色粉末，化学式MnO2）2.反应原理：文字表达式：文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气符号表达式：Cl3.反应装置：固体加热型4.实验步骤：①检查装置的气密性；②加入试剂并固定仪器；③点燃酒精灯并收集气体；④从水槽中撤出导管；⑤熄灭酒精灯。注意事项：注意事项：1.二氧化锰在氯酸钾制取氧气实验中是作催化剂，有催化作用；2.二氧化锰在高锰酸钾制取氧气实验中是生成物。即学即练1.实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气，进行的相关操作如下，其中正确的是A．试管口放棉花B．用酒精灯内焰加热C．导管口有气泡冒出时开始收集D．实验结束时，先撤导管，后灭酒精灯2.（22-23九年级上·湖北武汉·期中）氯酸钾为白色固体，熔点为356℃，受热分解会释放氧气。李明同学利用图1所示装置（夹持装置略）探究氯酸钾的热分解温度，所得氧气的体积分数和温度随时间的变化关系如图2所示。下列说法不正确的是A．因为加热后氯酸钾慢慢变成液态，故图1试管口略向上倾B．该实验证明氯酸钾在没有催化剂的条件下也会分解产生氧气C．由图2可知氯酸钾在356℃时就开始大量分解产生氧气D．图2表示氧气体积分数的曲线为乙◆知识点三实验室制取气体的装置选择反应装置的选择（1）发生装置选择依据：反应物的状态（固、液、气）；反应条件（是否加热）。（2）常见的发生装置 固体加热型固液常温型2.收集装置的选择收集装置选择依据：气体的溶解性，气体的密度。常见的收集装置排水集气法向上排空气法向下排空气法适合气体溶解度小不与水反应的气体适合密度比空气大不与空气反应的气体适合密度比空气小不与空气反应的气体注意事项：导管口出现连续均匀的气泡时开始收集；集气瓶口有大量气泡往外冒时气体收集满注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。注意事项：导管伸入集气瓶底部，以保证排尽集气瓶中空气。即学即练1.下列发生装置中，可用于实验室加热高锰酸钾制取氧气的是A．B． C． D．2.在实验室里，化学小组用如图所示的装置进行有关实验。请回答下列问题：(1)用加热高锰酸钾的方法制取氧气，组装发生装置应选择（填写字母标号，下同），反应的文字表达式为。(2)用过氧化氢和二氧化锰混合物制取一瓶纯净的氧气。应选择的收集装置是，反应中二氧化锰的作用是。实验室加热高锰酸钾制取氧气时操作的注意事项试剂平铺在试管底部：增大受热面积，便于均匀受热；试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，堵塞导管；试管口应略向下倾斜：防止生成的冷凝水回流，使试管底部炸裂；导管应略出试管口：便于收集气体；加热药品前，先使试管均匀受热（预热）：防止试管受热不均匀导致试管炸裂；排水法收集气体时，当气泡连续均匀冒出时开始收集：因为开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯；氧气收集完毕后，集气瓶正放在桌面上：氧气密度比空气大，正放可减少氧气的逸散；向上排空气法收集气体时，导管应伸入集气瓶底部：为了排尽瓶内空气；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回炽热的试管中，炸裂试管。实验室制取氧气的三种方法对比试剂高锰酸钾氯酸钾和二氧化锰过氧化氢和二氧化锰反应原理槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管∆∆槽中的水倒流回炽热的试管中，炸裂试管试剂状态固态固态+固态固态+液态反应条件加热加热、催化剂催化剂发生装置观念建构：观念建构：物质制备的要求1.利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料；2.物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集；3.物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。实践应用1.下列关于实验室制取氧气的说法中正确的是（）A．实验室制取氧气的方法都要用到催化剂B．用排水法收集和用向上排空气法收集时，验满的方法一样C．用氯酸钾制取氧气的发生装置与用高锰酸钾制取氧气的发生装置一样D．过氧化氢溶液和二氧化锰混合制得氧气的质量与二氧化锰的质量有关2.我们了解到常用的实验室制取氧气的方法有如下图所示的三种。请回答问题。(1)根据绿色化学的理念，你认为甲、乙、丙三种实验室制取氧气的途径中（填“甲”“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求。

(2)下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。

①写出仪器的名称：a。②装置A的一处明显错误是，改正A装置后，用固体混合物制取氧气，反应的文字表达式为，若收集一瓶纯净的氧气，收集装置为，当看到现象时证明氧气已收集满。③小军同学用装置A、D制取一瓶氧气后，将带火星的小木条伸入集气瓶瓶口、瓶中、瓶底，都未见小木条复燃，可能的原因是，由此小军提醒其他同学，制取氧气前一定要先。3.如图是小亮同学对氧气制取方法的梳理，请你和小亮同学一起完成下列各题。(1)图中A、B、C所示的方法都能够制取氧气，是因为反应物都有元素。(2)方法B、C制取氧气时都用到了二氧化锰，二氧化锰的作用是。(3)从绿色环保，节约能源的角度考虑，实验室制取氧气的最佳方法是（填字母序号），写出用该方法制取氧气的文字表达式。(4)方法D是工业上制取氧气，该过程属于变化（填“物理”或“化学”）。考点一实验室制取氧气【例1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，下列操作正确的是（）A．用酒精灯内焰加热B．试管口无需放棉花C．加热时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动D．先熄灭酒精灯，后将导管移出水面【例2】氧气是人类生活不可缺少的物质，制取氧气的方法很多。请回答下列问题：（1）KMnO4分解法：该反应的文字表达式为。（2）KClO3分解法：应选用上图中的_______（填图中装置对应的字母）作发生装置；（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为___________；（4）可以用C所示装置来收集O2，体现了O2___________的性质；（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为_____（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。解题要点解题要点:【变式1-1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是A．铁夹应夹在试管底部B．加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动C．实验结束时应先熄灭酒精灯D．实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上【变式2-1】下面是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置。请回答下列问题：（1）指出图中标有数字的仪器名称：①；②。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时应选用（填字母标号，下同）发生装置，写出该反应的文字表达式；若要收集较为纯净的氧气最好选用装置。（3）利用C装置收集氧气时，验满的方法是：将放在，若复燃，证明已满。考点二实验室制取气体的装置选择【例3】同学们到实验室制取氧气，下列是实验室制取氧气的一些装置，请回答有关问题。①写出仪器的名称：a。②实验室用一种紫黑色固体制取氧气，选择装置A作为发生装置，老师提出A装置存在不足，原因是，该反应的文字表达式为。若用D收集氧气，验满时，应将带火星的木条放在(填“集气瓶中”或“集气瓶口”)，若用E收集氧气，当看到现象时，开始收集氧气。③若用过氧化氢溶液和二氧化锰固体来制取氧气，可以选择的发生装置为(填序号)，该反应属于(填基本反应类型)。【例4】在实验室中利用如图装置，可以进行的实验是①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气②用KMnO4固体制取氧气③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气A．① B．①② C．①②③ D．③解题要点解题要点：1.固液常温型发生装置适合反应条件为常温的反应；固体加热型发生装置适合反应条件为加热的反应。2.氧气不易溶于水且不与水发生反应，可选用排水法收集；氧气密度比空气大，还可选用向上排空气法收集；而向下排空气法适合密度比空气小的气体，如氢气。【变式3-1】如图是实验室常用的制取气体的装置，请回答下列问题：(1)仪器a的名称是。(2)用固体混合物制取氧气，选择的发生装置是，反应的文字表达式为。停止加热时应(填字母)。a.先将导管移出水面，再熄灭酒精灯

b.先熄灭酒精灯，再将导管移出水面(3)若要收集较纯净的氧气，可选用的收集装置是，用该装置收集氧气，是因为氧气具有的物理性质是。【变式4-1】如图是利用双氧水制氧气的实验装置，连接正确的一组是A．①④ B．①③ C．②④ D．②③基础达标1．（2025·广东梅州·三模）高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要涉及的实验图标的是护目镜 B．热烫 C．用电 D．洗手2.（2025·安徽滁州·三模）用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是A．检查气密性B．制取气体C．收集气体D．检查气体A．A B．B C．C D．D3．下列试管的朝向与实验项目相对应且正确的是A．加热高锰酸钾固体

B．向试管中加入粉末状药品的初始阶段

C．向试管内加入大理石

D．给液体加热

4．用该装置来制取并收集氧气(装置不做任何改动)，收集完气体后，测得氧气的纯度明显偏低，原因可能是A．装置气密性不好B．高锰酸钾中混有氯酸钾C．收集完成时，集气瓶中仍有少量水D．未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集5．加热下列物质不能产生氧气的是A．高锰酸钾 B．水 C．过氧化氢 D．氧化汞59．下列关于实验操作的“先后”描述错误的是A．氯酸钾制氧气时，先检查装置气密性，后向试管中加入药品B．红磷测定空气中氧气含量时，先将集气瓶冷却到室温，后打开弹簧夹C．高锰酸钾制氧气收集完气体时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面D．给物质加热时，先使试管均匀受热，后对准药品部位加热6．根据下列装置图，回答有关问题：(1)图中标示仪器的名称(2)实验室选用装置收集氧气或二氧化碳95．写出下列化学反应的符号表达式，并注明反应的基本类型。(1)铁在氧气中燃烧；反应类型：；(2)加热高锰酸钾制氧气；反应类型：。7．根据下列实验装置图，回答有关问题。(1)写出标号仪器的名称：①；②。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式，以高锰酸钾为试剂利用装置制取氧气时，还要做的改进是。(3)用装置收集氧气的依据是，用装置收集氧气时，气体应从（填“”或“”）管通入，检验氧气是否集满的方法是。(4)某同学想用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取较纯净的氧气，他应选用的装置组合是。经检查气密性良好后，该同学用此装置制备并收集的氧气来完成铁丝燃烧实验，结果发现铁丝没有燃烧，请你分析造成失败的可能的原因是。（写出1个即可）综合应用8．（2025·广东东莞·一模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设计了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理是A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停”9．（24-25九年级上·山东枣庄·期中）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏，下列装置中，不能检查气密性的是A． B． 、C． D．10．实验小组按图1所示的装置加热高锰酸钾制氧气，图2表示试管内固体的质量随着加热时间的变化关系，下列分析正确的是A．M点时导管口会冒出的气泡是氧气B．在图1的N点时刻，导管口无气泡放出C．P点得到的固体属于纯净物D．图1中的棉花可以防止加热时试管内的粉末状物质进入导管11.氧气的制取和性质是初中化学的重要内容，根据如图所示的装置回答问题。（1）常用仪器a的(填“内焰”“外焰”或“焰心”)加热。（2）实验室用高锰酸钾制取O2选用装置作为发生装置，需要改进的是。（3）可以用D装置来收集O2，体现了O2的性质。12．（24-25八年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试）实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液、棉花、火柴等用品及以及下列仪器，请回答下列问题并填写相关空白：(1)上述仪器中，仪器a的名称；仪器b使用的注意事项为。(2)利用固体纯净物制取氧气时，应选择的发生装置编号为(填字母)，发生反应的表达式为，若要收集比较纯净的氧气应选择收集装置为(填字母)(3)用排水法收集氧气时，当气泡放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。(4)制取氧气时，需先检查装置的气密性：连接好仪器，先，后(填字母)；若观察到液面下导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。A．将导管一端浸入水中

B．用手紧握容器外壁13.根据下列实验装置回答有关问题；(1)标出图中仪器m和n的名称：m：；n：。(2)选择装置A用高锰酸钾制取氧气，该反应的文字表达式是，该反应属于反应，你认为该装置的不足之处是，改进后继续实验，将收集一瓶较纯净的氧气，最好选用的收集装置是（填序号）。(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，选用的发生装置是（填序号），该装置与E装置组合来收集氧气，检验其中是否集满氧气的方法是。(4)常温常压下，氨气（NH3）是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，广泛应用于化工、轻工等领域。实验室加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，发生装置应选择上图中的（填序号），该气体应选用法收集，若用装置F收集NH3，气体应从（填

“a”或“b”）端导入。拓展培优14．（24-25八年级下·山东潍坊·期末）绘制图像能帮助我们分析物质变化规律。下列图像量变关系错误的是A．在密闭装置内无其它物质加热高锰酸钾制氧气B．红磷燃烧测定氧气含量时，集气瓶内水的体积C．加热高锰酸钾制氧气前后二氧化锰质量变化D．测定空气中氧气含量：集气瓶内气体温度随时间的变化A．A B．B C．C D．D15.现有a、b两份质量相等的固体，其中a为纯净的氯酸钾，b为氯酸钾和二氧化锰的混合物，同时加热制氧气．当a、b完全反应后，得到的气体与时间关系是A． B．C． D．16．（24-25九年级上·广东深圳·期中）通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关知识，回答问题：(1)实验室用高锰酸钾制取氧气，将用于进行“铁丝在氧气中燃烧”实验，制取装置应选用(在A-F中选)(填编号)，该装置需要改进的是，该反应的文字或符号表达式为：。(2)项目化学习小组在学习了实验室制氧气之后，查阅了相关资料，利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器，如图，其中药品A是过碳酸钠，遇水会分解出H2O2，药品B是一种黑色粉末状催化剂。在该实验中相关说法正确的是___________。A．药品B可能是二氧化锰B．注射器相当于长颈漏斗C．根据乙中单位时间内气泡的多少，可判断氧气排出的快慢D．夏天鱼缸中溶解氧下降，可用该仪器给鱼缸中的鱼供氧(3)实验室在常温下用块状电石与水反应制取不易溶于水的乙炔气体，不需加热。该反应必须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起发生装置炸裂。你认为图中最适合制取乙炔气体的发生装置(在A-D中选)是；如果用如右图所示装置收集乙炔，气体应从(填“a”或“b”)端管口通入。17.如图是实验室常用的实验仪器与装置，回答下列问题。

(1)图中仪器的名称：①，②。(2)实验室制取并收集一瓶较为纯净的氧气，仪器的组合为（填装置序号），反应的化学方程式为；该反应属于（基本反应类型）。(3)实验室若用装置G收集氧气，验满的方法是。(4)某同学利用生活中的物品设计图C装置，该装置与B相比其优点是。(5)实验室常用醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制备甲烷气体，发生装置应选用，已知甲烷密度比空气小，如用G装置来收集，甲烷应从（a或b）通入。(6)丙同学用排水法收集一瓶氧气，用以做铁丝燃烧的实验，结果在实验中没有看到“火星四射”的现象，可能的原因是（填序号）。①排水法收集氧气时导管口刚有气泡冒出就开始收集②没有除去铁丝表面的铁锈③铁丝燃烧时集气瓶底留的水太少(7)如图所示装置，将若干片土豆（含过氧化氢分解的催化剂）和一定体积、一定浓度的过氧化氢溶液放入注射器，一段时间后搜集的气体体积和时间的关系如图中的曲线1，则曲线2是指改变丙装置中（选填“①”、“②”或“③”）处变量后的变化情况。

18．2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功，航天员将在中国空间站完成各项任务，因此，保障航天员的氧气需求至关重要。那么，空间站的氧气从哪里来？Ⅰ．从地球带下去（1）实验室用高锰酸钾等原料制氧，写出高锰酸钾分解的符合表达式：；市售高锰酸钾每500克30元，航天工业需要大量的氧气，工业上选择空气为原料的主要原因是。（2）工业上采用分离液态空气法获得氧气，其过程可用如下图所示实验模拟。

浸入液氮3min后，