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文档简介
氧气的制取与性质
1.
理解实验室制取氧气的原理、方法、装置和步骤以及氧气的检验和
验满方法。
2.
理解氧气的主要性质和用途。
3.
了解催化剂及其作用。
1.
氧气的实验室制取(重点)试剂MnO2、H2O2溶液KMnO4固体反应原理
发生装置固液常温型
固固加热型
反应类型
反应
2H2O+O2↑
+O2↑
分解
收集方法
或
检验方法将带火星的木条伸入
,若木条复燃,证明是
氧气验满方法用排空气法收集时,将带火星的木条放在
,
若木条复燃,证明已收集满;用排水法收集时,集气瓶口
有大气泡冒出时,证明已收集满排水法
向上排空气法
集气瓶中
集气瓶口
注意:①在用H2O2制取氧气时,MnO2是催化剂。
②用高锰酸钾制取氧气时,试管口略
倾斜,原因是
;试管口应塞
,防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管导致导管堵塞;用排水
法收集氧气时,当水槽中的导管口
时才开始收
集,收集完毕后,应先将
移出水面,再
,防止水
倒流入试管中导致试管炸裂。向下
防止加
热时产生的冷凝水倒流,使试管受热不均匀而炸裂
一团
棉花
连续、均匀产生气泡
导管
熄灭酒精灯
2.氧气的工业制法原理:利用液态氮、液态氧的
不同,用分离液态空气的方法
制取氧气,并存放于
色钢瓶中。
注意:氧气的工业制法属于
变化,实验室制法属于
变化。沸点
蓝
物理
化学
3.氧气的性质(重点)
(1)物理性质:氧气是
色
气味的
,密度比空
气
,
溶于水。
(2)化学性质:氧气的化学性质
,在一定条件下能
与许多物质发生反应,并放出热量。在反应中能提供
,具
有
性。无
无
气体
大
不易
比较活泼
氧
氧化
①与铁反应:
(实验现象为在空气中红
热,在氧气中
)。
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
②与镁反应:
(实验现象为
)。
③与碳反应:
或
。
发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
④与硫反应:
(实验现象:硫在空气中燃烧发
出微弱的
色火焰,放出热量,有
的气体生成;硫
在氧气中燃烧发出明亮的
色火焰,放热,有
的气
体生成)。
淡蓝
刺激性气味
蓝紫
刺激性气味
【易错易混点】①氧气是助燃物,不是可燃物,不可作燃料。
②发光和火焰都是化学变化中伴随的现象。光一般是固体颗粒燃烧产
生的现象;火焰一般是气体或沸点低的固体或液体蒸气燃烧产生的现象。
③烟是大量固体细小颗粒扩散到空气中的现象;雾是小液滴在空气中
形成的现象。
注意:某些物质在氧气中燃烧的现象与氧气的浓度有关,氧气的浓度
越大,反应越剧烈。
4.对催化剂的认识在化学反应里能
(加快与减慢)反应物的化学反应速率,且本身的
和
在化学反应前后都没有发生改变的物质叫作催化剂,即“两不变一改变”。
注意:①催化剂不能改变生成物的质量。
②催化剂不是反应物,也不是生成物。
③一种催化剂仅针对某一反应,不同的反应,催化剂可能不同。
④某一反应的催化剂可能有多种。
⑤催化剂在化学反应前后化学性质没有改变,物理性质可能改变。改变
质量
化学性质
重难点命题点氧气的性质氧气具有氧化性,能跟多种物质反应实验室制取氧气(1)实验室制取氧气常用加热高锰酸钾、二氧化锰催
化分解过氧化氢。(2)实验室制取气体:发生装置有固固加热型和固液
常温型;收集方法与气体的密度和溶解性有关,常用
的收集方法有向上排空气法、向下排空气法和排水
法。氧气能用排水法和向上排空气法收集
实验室制取氧气
[创新实验](2025•成都)用废旧玻璃瓶与硬质玻璃管等用品设计如图装置,完成氧气的制取与性质实验。
(1)仪器b的名称是
。
(2)检查装置气密性的方法是
。铁架台
连接仪器装置,关闭K3,打开K1、
K2,向C中加水浸没导管口,推动注射器活塞,C装置导管口有气泡冒出,
则装置气密性良好
(3)打开弹簧夹K1、K3,关闭K2,用注射器向盛有二氧化锰的A中注
入过氧化氢溶液,反应的化学方程式为
。
(4)检验B中氧气已集满的方法是
。
将带火星的木条放在a导管口,
木条复燃,证明氧气已收集满
(5)向C中加入澄清石灰水,将D中红热的木炭移入B中,塞紧橡胶塞,打开K2,观察到的现象:B中木炭燃烧发出白光,C中
。对比木炭移入B前后的现象,可得出的结论是
。导管口有气泡冒出,澄清石灰水变浑浊
氧气的浓度越大,燃烧越剧烈
(6)对该装置评价不合理的是
(填字母序号)。a.废旧物品再利用b.可完成CO2的制取和检验c.可控制反应速率d.可随时控制反应发生和停止d【点悟】检查装置气密性的一般思路:先将装置形成密闭环境,改变
压强(注水、推拉活塞、微热等),若气密性良好,则会出现因压强差引
起的现象(如冒气泡、产生液面差等)。
[创新实验](2024•江西)根据下图回答有关问题。
(1)仪器①的名称是
。铁架台
(2)实验室用装置B制取二氧化碳时,长颈漏斗下端应伸入液面下的
目的是
,与装置B相比,装置C的优点
是
。液封,防止气体从长颈漏斗逸出
可控制反应速率,获得平稳气流
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为
,用装置D收集氧气时,气体应从导管口
(填“a”或“b”)端通入。
(4)将收集的氧气倒入装置E的烧杯中,观察到带火星的木条自下而上依次复燃,说明氧气具有的性质是
和
。
a密度比空气大
能支持燃烧
氧气的化学性质
国家级非物质文化遗产“打铁花”不仅有“火树银花落,万点星
辰开”的古老浪漫,而且蕴含着丰富的化学原理。
(1)“打铁花”是将生铁熔化后的铁水打向空中,形成铁花,铁花
冷却后得到黑色固体。请用化学方程式表示其中的主要原理:
。
(2)表演者将铁水打得又高又散的主要原因是
。
(3)从合金的性质角度分析:打铁花用生铁而不用纯铁的依据
是
。3Fe+
增大铁水与空气的
接触面积,使其充分燃烧
合金的熔点比组成金属的熔点低(或生铁的熔点比纯铁低)
(4)为了探究影响铁燃烧的因素,某兴趣小组进行了如下实验。实验一二实验内容取两根同样的铁丝,各在铁丝的一端系一根火柴,在酒精灯上引燃后,一根在空气中,一根插入盛满氧气的集气瓶中取等质量的铁丝和铁粉,分
别将铁丝、铁粉放在或撒在
酒精灯火焰上实验现象铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧铁丝在空气中不燃烧,铁粉
在空气中
实验结论
立即燃烧
氧气的浓度可以影响铁燃烧
接触面积可以影响铁燃烧
【实验反思】(5)有同学认为不做实验二也能得到同样的结论,你
认为他的依据是
。“打铁花”的原理和现象已经验证了接触面积可以影响
铁燃烧
催化剂在化学反应中的作用
(2025•泸州)某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解H2O2的效
率开展如下探究,并据此自制高原旅行的简易供氧器。【安全提示】实验中应佩戴护目镜和手套,避免皮肤直接接触H2O2对
细胞造成损害。
探究一H2O2分解实验
(1)取4 mL 10%的H2O2溶液于试管中,放入0.5 g粘胶凝固的Fe2O3
小球,将带火星的木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡,
(补充完现象)。从试管中取出小球,洗净,晾干,称
量,其质量仍为0.5 g。说明粘胶凝固的Fe2O3小球能催化分解H2O2产生O2。
(2)为了使探究更加严谨,小组讨论后又做了一个对照实验:向
盛有4 mL
的试管中,加入0.5 g粘胶凝固的Fe2O2小球,无明
显现象。带火
星的木条复燃
H2O
探究二对比Fe2O3粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入Fe2O3粉末、酵母粉末各0.5 g,然后都注
入4 mL10%的H2O2溶液,相同条件下测量不同时间产生O2的体积(如下
表),则
的催化效率更高。时间/s0102030405060O2体积/mLFe2O3010.519.827.533.136.237.5酵母015.228.638.945.349.752.1酵母
探究三跨学科实践活动【查阅资料】酵母中的过氧化氢酶才是H2O2分解的催化剂,生物细胞
代谢会产生H2O2副产物。
(4)据此推测,在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是避免
H2O2累积,导致
(补充完整)。H2O2对细胞造成损害
(5)自制高原旅行的简易供氧器:为实现缓慢供氧,并能随时控制
氧气的产生与停止,现有H2O2浓溶液,还应选用的试剂有
(填序
号)。
①粘胶凝固的Fe2O3小球②Fe2O3粉末③酵母粉末④水①④
【反思总结】(6)实践学习后,部分同学交流的以下观点,你认为
错误的有
(填字母序号)。A.
解决实践中的真实问题,通常需要多学科知识B.
当设计的装置比较优秀时,没有必要组内交流C.
设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件D.
开展跨学科实践活动费时费力,不利于综合素养的发展BD
区分实验现象和实验结论
(2024•天津)下列对实验现象的描述正确的是(
D
)DA.
红磷在空气中燃烧,产生大量白雾B.
硫在空气中燃烧,发出蓝紫色火焰C.
木炭在空气中充分燃烧,生成二氧化碳D.
过氧化氢溶液中加入二氧化锰,迅速产生大量气泡【分析】实验现象是客观事物的外部表现形态,一般通过感官获得,
如发光、放热、变色、放出气体、生成沉淀等。实验结论是根据实验现象
推断出的结论。如木炭在氧气中“剧烈燃烧、发出白光,放出大量的热,
生能使澄清石灰水变浑浊的气体”,这些是实验现象;“生成二氧化碳”
是实验结论。
氧气的实验室制取与性质【实验目的】
1.
学习实验室制取氧气的方法。
2.
加深对氧气性质的认识。【实验过程】
1.制取氧气
(1)实验装置
(2)实验步骤
①连接仪器并检查装置的气密性。注意安装顺序:从下到上,从左到右。
②在试管中加入少量高锰酸钾,并在试管口放一团棉花。用带导管的橡胶塞塞紧试管口,将试管固定在铁架台上,试管口略向下倾斜(如图)。
③将两个集气瓶分别盛满水,用玻璃片先盖住瓶口的一小部分,然后推动玻璃片将瓶口全部盖住,把盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。
④加热试管:先使酒精灯火焰在试管下方来回移动,使试管均匀受热,然后对高锰酸钾所在部位加热。
⑤用排水法收集氧气:当气泡连续并均匀地放出时,再把导管伸入盛
满水的集气瓶收集气体;待集气瓶里的水排完后,有大气泡冒出时,在水
下用玻璃片盖住瓶口,移出水槽,正放在桌面上。
⑥收集氧气结束后,先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。
2.氧气的性质实验名称木炭在氧气中燃烧铁丝在氧气中燃烧实验装置
实验步骤(1)用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒
精灯火焰上加热到发红,插入实验收
集的氧气中;(2)待燃烧停止后,取出坩埚钳,向
集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡点燃系在螺旋状细铁
丝底端的火柴,待火
柴快燃尽时,插入盛
有氧气的集气瓶中
(瓶中预留少量水)实验现象(1)木炭燃烧,发出白光,放出大量
的热;(2)澄清石灰水变浑浊铁丝剧烈燃烧,火星
四射,放出大量的
热,生成黑色固体
基于特定需求设计和制作简易供氧器
活动内容
针对训练
(2024•东营)特定人群、环境对氧气的需求不同。如何基于特定需
求设计和制作简易供氧器呢?在老师的指导下,同学们开展了下列活动。【界定任务】(1)小英同学认为,首先了解制作简易供氧器的供氧
原理再确定制取装置。同学们一致认为制作简易供氧器还需要考虑物质变
化、能量变化、反应速率、制得氧气的纯度、制氧剂的用量和配比等。根
据
确定发生装置,根据氧气的密度和溶解性
等确定收集装置。反应物的状态和反应条件
【建构模型】老师提供了以下实验装置,同学们选择装置用过氧化氢
分解和加热高锰酸钾的方法获得氧气。图1
(2)写出标号仪器的名称:a
,b
。锥形瓶
水槽
(3)加热高锰酸钾制取氧气应选择的制取装置是
(填字母序号),用过氧化氢制取氧气的化学方程式为
。AC(或AE)
2H2O+O2↑
【模仿改造】化学制氧机(原理如图2)利用过碳酸钠白色固体、二氧化锰黑色粉末产生氧气。过碳酸钠(2Na2CO3•3H2O2)加水溶解会分解生成碳酸钠和过氧化氢。用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。图2
(4)加湿过滤仓不仅可以过滤杂质,利用氧气
溶于水的
性质,使氧气变得湿润;而且根据
来判断产生氧
气的速率。不易
产生气泡的快慢
图2
(5)验证加湿过滤仓导出的气体是氧气的方法:
。
(6)制氧机内部气流采用高压进低压出(即产生的气体在高处聚
集,经导管从低处进入加湿过滤仓)的方式,可能的原因有
。将带火星的木条
放在导管口,若木条复燃,则说明导出的气体为氧气
更有利于气
体排出,有利于提纯氧气
(7)选择制作简易供氧器的反应原理时,不需要考虑的因素
是
(填字母序号)。A.
原料是否价廉易得B.
所制气体的性质C.
反应速率是否适中D.
制得气体是否纯净E.
实验条件是否易于控制F.
是否安全、环保BD【评价反思】展示环节,小英同学所在小组制作的简易供氧器(图
3)得到了大家的好评,并提出如下修改意见:在导管出口处加装一个带
有调气阀的鼻氧管,以提高适用性。图3
1.
“漫天烟花耀盛世”国庆节期间多地通过燃放烟花祝贺祖国华诞,有关
烟花的推测不合理的是(
C
)A.
烟花的火药呈黑色,说明可能含有木炭粉B.
燃放烟花时,发出耀眼白光,说明烟花中可能含有镁粉C.
燃放烟花时,发出蓝紫色火焰,说明烟花中可能含有磷粉D.
燃放烟花后,有一股刺激性气味,说明烟花中可能含有硫粉C2.
(2025•成都)高锰酸钾制取氧气的实验如图,下列操作符合安全规范
的是(
B
)A.
连接仪器——将试管抵住实验台,用力塞紧橡胶塞B.
加热试管——先预热,再对准试剂所在部位加热C.
结束实验——熄灭酒精灯后,将导管移出水面D.
整理复位——加热后的试管,立即用冷水清洗B3.
(2024•宜宾)化学是一门以实验为基础的科学。选择图中的部分仪器
完成高锰酸钾固体制取氧气的实验。(1)仪器B的名称是
。(2)加热时需垫陶土网的仪器是
(填字母序号,下同)。(3)用高锰酸钾固体制取氧气的化学方程式为
。试管
H
K2MnO4+MnO2+O2↑
(5)用制取的O2进行铁丝燃烧实验:点燃系在光亮的螺旋状细铁丝底端
的火柴后,迅速插入盛满O2的集气瓶中,观察到火柴剧烈燃烧,但细铁丝
未燃烧。细铁丝未燃烧的原因是
。(4)该实验应选择的仪器有
。ABDEFG火柴燃烧消耗了氧气,瓶中氧气不足,
不能支持铁丝燃烧
4.
(2025•达州)气体的制取和性质是初中化学核心知识之一,请结合以
下实验装置回答问题。(1)仪器①的名称是
。(2)实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,应选择的装置组合是
(填字母序号),该反应的化学方程式为
。(3)选用F装置收集氧气,气体应从
(填“a”或“b”)端进入集
气瓶。试管
AE
K2MnO4+MnO2+O2↑
a(4)实验室用过氧化氢溶液制取氧气,选用B装置做发生装置的优点
为
。(5)水、过氧化氢溶液和高锰酸钾都能用来制取氧气,是因为物质中都含有
元素。(6)白炽灯泡内玻璃柱上有一点红色物质,那是红磷。只要看到使用过的灯泡内有这点红色物质存在,就可基本判定,该灯泡没有漏气,判断依据是
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