沪教版九年级化学上册第6课 氧气的制法（学生版）

第6课氧气的制法目标任务预习导学自主梳理►工业制氧气►实验室制氧气►催化剂效果检测探究提升►环节一探究工业制氧气►环节二探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用►环节三分解过氧化氢制氧气►环节四加热高锰酸钾制氧气课堂总结►思维导图强化训练001目标任务课程标准学习目标1.初步学习氧气的实验室制法。2.能设计简单实验，制备并检验氧气。3.探究过氧化氢分解反应中二氧化锰的催化作用，知道催化剂对化学反应的重要作用。1.了解实验室制备氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取气体的方法；2.练习连接仪器的操作，学习检查装置气密性的方法，练习收集气体、检验气体和验满的方法。3.认识催化剂和催化作用。002预习导学自主梳理一、氧气的工业制法工业上在制取氧气，分离液态空气法，属于物理变化。二、实验室制取氧气制取方法高锰酸钾制取氧气氯酸钾制取氧气过氧化氢制取氧气反应原理发生装置收集装置法法检验验满（1）检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃，说明该气体为氧气。（2）验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃，表明该瓶氧气已经收集满注意事项①用加热的方法制取氧气时，试管口要略向下倾斜,以防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂。②用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管而堵塞导管。③用排水法收集氧气时，当导管口有大量气泡冒出时，开始收集，实验结束后,先将导管移出水槽,再熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒流入试管，使试管因骤然冷却而炸裂。④用过氧化氢制取氧气时，若用长颈漏斗，末端必须伸入液面下(或形成液封)，以防止生成的气体从长颈漏斗末端逸出。三、催化剂1.概念：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。2.特点：“一变二不变”：改变化学反应速率(有的加快反应速率,有的减慢反应速率);自身的质量和化学性质在反应前后均没有改变。3.对于同一反应,催化剂不是唯一的;对于不同反应,催化剂可能相同。催化剂不能增加或减少生成物的质量。效果检测1.工业上制取氧气，利用液氮和液氧的沸点不同，采用分离液态空气法，属于物理变化。2.根据如图实验装置，请回答：

(1)仪器a的名称是______。(2)检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹_______则气密性良好。(3)用H2O2制取氧气，选择的发生装置为______（填字母），反应的文字表达式为_______。(4)用氯酸钾制取氧气，选择的发生装置为______（填字母），反应的文字表达式为_______。(5)用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置为______（填字母），还需对装置作的改进是_______；反应的文字表达式为_______。(6)收集氧气的装置为______（填字母）(7)用装置F和量筒连接可以收集并测量O2体积，在F中气体应从导管_____（选填“b”或“c”）端通入。3.在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。4.下列关于催化剂的说法不正确的是A．任何化学反应都需要催化剂B．催化剂可以提高某些化学反应的速率C．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变D．催化剂可以降低某些化学反应的速率003探究提升►环节一探究工业制氧气情境材料1空气中约含21%的氧气，这是制取氧气的廉价、易得的原料。因为任何液态物质都有一定的沸点，人们正是利用了物质的这一性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发。由于氮的沸点是-196℃，比液态氧（-183℃）低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下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15000kPa，并贮存在漆成蓝色的钢瓶中。近年来，膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术，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90%以上氧气的富氧空气。富氧膜的研究在医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等方面得到重要应用。问题探究1根据以上材料，工业上如何获得氧气？原理是什么？工业上采用分离液态空气法制氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同，进行蒸发，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。要点归纳典例精讲【典例1】（2023年河北省张家口市桥西区中考三模）没有空气就没有生机勃勃的地球，下列关于空气的说法正确的是A.氮气约占空气的质量分数为78%B.氧气的化学性质非常活泼，能与所有物质反应C.稀有气体在通电时能发出不同颜色的光D.分离液态空气得到氧气和氮气的过程中发生了化学变化【典例2】（河北省邯郸市峰峰矿区实验中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考）工业制氧气用分离液态空气法，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【典例3】（2023年上海市静安区中考一模）（双选）下图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是A.此方法制氧气的原料来源广泛 B.该分离过程是物理变化C.说明液氧比液氮沸点低 D.该液体物质是纯净的氧气【典例4】（山西省太原市小店区山西现代双语学校2022-2023学年九年级上学期10月月考）下图是工业分离液态空气制氧气的有关流程。请回答下列问题。（1）经过步骤A处理后的空气属于______（填“纯净物”或“混合物”），步骤B中所发生的变化属于______（填“物理”或“化学”）变化。（2）步骤C的原理是利用氮气和氧气的______不同，将氮气和氧气分离开来。（3）嫦娥五号取回的月壤就保存在氮气中，这说明氮气具有的性质是______。（4）工业制取的氧气可用于医疗急教，患者呼出气体中的______含量减少。（5）根据下表数据判断：工业上制取氧气，控制温度T在______℃范围内，可以将下表中液态空气内的氮气分离出来。物质沸点/℃H2O0CO2-56.6N2-196O2-183►环节二分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用问题探究2操作现象分析①在试管中加人5mL5%过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管内带火星的木条不复燃过氧化氢在常温下分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃②另取少量二氧化锰装入试管中，又将带火星的木条伸入试管内带火星的木条复燃二氧化锰不放出氧气③向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管内加入二氧化锰后，有大量气泡产生，带火星的木条复燃二氧化锰加速了过氧化氢的分解，放出的氧气使带火星的木条复燃④待操作②的试管中没有现象发生时，再加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管内有大量气泡产生带火星的木条复燃氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的速率的作用，二氧化锰的化学性质在反应前后没有发生改变【实验结论】二氧化锰能加快过氧化氢分解制取氧气的速率，二氧化锰的化学性质未发生变化。过氧化氢在二氧化锰催化下，分解生成水和氧气：过氧化氢二氧化锰水+氧气二氧化锰H2O2H2OO2要点归纳1.催化剂和催化作用(1)催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。(2)催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。2.催化剂的特点（1）一变：改变化学反应速率，加快反应或减慢反应（2）两不变：催化剂质量不变；催化剂化学性质不变3.催化剂的作用催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。4.验证某物质可作某反应催化剂的方法(1)称量一定量的某物质,记录质量为m1。(2)取两套实验装置装入相同质量的反应物，向其中一套装置内加入该物质，比较反应速率(通常根据产生相同结果时所需时间来确定)。(3)从反应后所得混合物中提取该物质(过滤、洗涤、烘干)，再称量质量，记录为m2，比较m1与m2是否相等。(4)再取该反应的反应物[量的多少同(2)]，加入提取出的该物质，记录产生同样结果所需时间。典例精讲【典例1】（2023·河南信阳·校考二模）结合如图实验，下列说法正确的是A．实验①带火星的木条不复燃，说明没有产生氧气B．实验③带火星的木条复燃且二氧化锰质量减少C．该实验证明氧气可以支持燃烧D．实验①的反应速率比实验③的快【典例2】（2023春·山东威海·八年级校联考期中）马铃薯可代替二氧化锰作过氧化氢溶液分解的催化剂，下列有关催化剂的说法正确的是A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂B．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变C．同一个化学反应可以有多种催化剂D．催化剂只能提高某些化学反应的速率【典例3】（山西省太原市小店区山西现代双语学校2022-2023学年九年级上学期10月月考）将100mL双氧水平均分成甲、乙两份，仅向甲中加入适量的二氧化锰，反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示，从图中不能获取的信息是A.a线表示甲溶液生成氧气质量随反应时间的变化情况B.二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率C.反应前后二氧化锰的性质不变D.甲、乙两份溶液最终生成氧气质量与二氧化锰无关【典例4】（2023年江苏省无锡市锡东片区中考一模）催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。（1）实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂，反应的化学方程式是________________________；用排水法收集氧气，是因为氧气_______溶于水。（2）FeCl3对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用下图左侧装置进行实验：启动传感器，注入H2O2溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下：①初始时氧气的体积分数不为0，原因是____________________________________。②使H2O2分解较快的催化剂是________（填MnO2或FeCl3)。判断依据是____________________________。③用5%H2O2溶液制取氧气，若采用下图所示装置进行实验，上述两种催化剂中较为合适的是___________。►环节三分解过氧化氢制氧气问题探究3分解过氧化氢制取氧气1.实验药品：过氧化氢溶液(无色液体)、二氧化锰（黑色粉末）。2.实验原理：文字表达式：符号表达式：3.实验装置：排水法向上排空气法4.实验步骤(1)检查装置的气密性。(2)向锥形瓶中加入二氧化锰固体。(3)塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。(4)向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。(5)用排水法(或向上排空气法)收集气体。要点归纳典例精讲【典例1】（2023•北京房山区二模）实验小组用传感器探究过氧化氢分解的反应过程。实验装置及测定结果如图所示。下列说法不正确的是（）A．实验前应先检查装置的气密性再加药品 B．二氧化锰在过氧化氢分解反应中做催化剂 C．锥形瓶中产生气泡证明过氧化氢分解生成了氧气 D．相对湿度减小说明浓硫酸具有吸水性【典例2】（2023年山东省滨州市中考）化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图，回答问题：

(1)仪器①的名称是___________；(2)若小滨同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气，应选用的装置组合是___________(填字母序号)。该反应中二氧化锰起___________作用，发生反应的化学方程式为___________。【典例3】（2023年上海市浦东新区中考二模）实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。（1）用H2O2溶液和MnO制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的______，采用的收集方法是______，发生反应的化学方程式为______。（2）用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：试管ABC浓度10%H2O2溶液15％H2O2溶液20％H2O2溶液温度50℃无明显气泡无明显气泡极少量气泡60℃无明显气泡极少量气泡少量气泡70℃极少量气泡少量气泡较多气泡分析表中现象可得出：______（选填“升高”或“降低”）温度，______，都可加快H2O2溶液的反应速率。（3）为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？______。II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是______。►环节四加热高锰酸钾制氧气问题探究4加热高锰酸钾制氧气把少量高锰酸钾装入试管中，并在试管口放一团棉花，用带有导管的塞子塞紧试管。（1）加热试管，用排水法收集一瓶氧气。（2）把带有火星的木条伸入集气瓶中，观察有什么现象发生。实验操作实验现象（1）导管口有无色气泡冒出（2）带火星的木条复燃【实验结论】高锰酸钾受热时分解，产生氧气，同时还有锰酸钾和二氧化锰生成：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气KMnO4K2MnO4MnO2O2实验注意事项（1）铁夹应夹在试管的中上部；（2）试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管；（3）导管不能伸入太长；（4）试管口放一团棉花；（5）加热时要先预热，再集中加热有药品的部位。实验问题分析（1）为什么要在试管口放一团棉花？放一团棉花可以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。（2）如何检查气体发生装置的气密性？将导气管插入水槽中，双手握住试管，观察水槽中导气管口，有气泡冒出则证明气密性良好。（3）制取氧气收集完毕后，应该先撤酒精灯再撤导管，还是先从水槽中移出导管后再撤酒精灯？应先将导气管从水槽中取出，再将酒精灯撤走，以防止水槽中的水倒吸至试管使试管炸裂。（4）如何检验氧气瓶内气体是否集满？验满要将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条能够复燃，则证明瓶内氧气已集满在实验室也可以加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气。反应原理为：要点归纳加热高锰酸钾加热氯酸钾和二氧化锰发生装置发生装置（固+固加热型）发生装置（固+固加热型）收集装置排水法向上排空气法）实验原理KClO3KCl＋O2高锰酸钾加热KMnO4K2MnO4+MnO2+O2实验步骤（1）连接装置，检查装置气密性（2）装药品，并在试管口放一团棉花（3）将装置固定在铁架台上（4）点燃酒精灯给试管加热（先预热后对准药品位置加热）（5）收集气体（若是用排水法，需待气泡连续均匀冒出再收集）（6）实验结束后先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯典例精讲【典例1】（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是A.试管口应该倾斜 B.用酒精灯火焰加热C.气泡连续放出时开始收集 D.收集前集气瓶应装满水【典例2】（2023年四川省内江市中考）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。（1）写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。（2）实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。【典例3】（2023江苏徐州市邳州市一模）下列是实验室制取氧气和氧气性质实验常用的装置，请回答下列问题。（1）装置图中标号a仪器的名称是_____________。（2）若选择A装置制取氧气，发生反应的文字表达式为_____________，收集一瓶干燥的氧气应选择装置____________（填字母序号），检验氧气是否收集满的正确操作是______（选填“F”或“G”)；若选择B装置制取氧气，所用的药品是____________。（3）若用高锰酸钾制取并收集氧气，应选择的装置是________（填字母序号），该装置还需要进行改进的是________________，小明在实验过程中发现试管裂，请你帮他分析可能的原因是__________（答一点即可）。004课堂总结005强化训练1.（2023年山西省中考）实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，有关操作如下，正确的一项是A.试管口应该倾斜 B.用酒精灯火焰加热C.气泡连续放出时开始收集 D.收集前集气瓶应装满水2．（2023上海长宁一模）关于实验室制取氧气的操作，描述正确的是A．分别取等量的氯酸钾和二氧化锰，依次加入到试管底部并混合均匀B．由上至下，从右向左组装仪器C．集气瓶装满水，倒放在水槽中，并将导管伸入集气瓶中D．反应停止后，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯3．（2023·福建泉州·统考模拟预测）高锰酸钾制取氧气的实验中，下列操作错误的是A．检查气密性 B．取用药品C．检验气体 D．制取气体4．（2023·四川内江·威远中学校校考二模）下列关于催化剂的说法不正确的是A．任何化学反应都需要催化剂B．催化剂可以提高某些化学反应的速率C．化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都不变D．催化剂可以降低某些化学反应的速率5．（2023·云南昆明·统考一模）化学实验操作要科学规范，下列实验操作不正确的是A．铁丝在氧气中燃烧 B．测定空气中氧气的含量C．检查装置气密性 D．KMnO4制氧气6.（2023年四川省内江市中考）下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，请回答有关问题。（1）写出图中标注仪器的名称：①_______；②_______。（2）实验室选用装置BD组合制取并收集氧气，其反应的化学方程式为_______，当D中集气瓶里的水排完后，在水里用玻璃片_______（填“磨砂”或“光滑”）一面盖住集气瓶口，将集气瓶移出水面，_______（填“正放”或“倒放”）在桌面上。（3）用加热高锰酸钾固体的方法制取并收集氧气，可选_______装置和E装置，验满的方法是_______。（4）实验室若用装置C制取二氧化碳，加盐酸时液面高度至少应该在_______（填“a”或“b”）处以上：检验二氧化碳时，将气体通入澄清石灰水变浑浊的化学方程式为_______。7．（2023年贵州省中考）具备基本的化学实验技能是学习好化学的保障，实验室用图中的装置进行气体的制取及性质实验。

(1)若用装置AD制取气体装置A中缺少的仪器是_______，A中发生反应的化学方程式为_______；用D收集气体的最佳时机是__________。(2)若用装置B为制的发生装置（反应时倾斜使固液混合），B中发生反应的化学方程式为_______。将产生的氧气通入装置F，热水中的白磷燃烧，白磷燃烧前后的现象对比可以说明_________。(3)若用装置BC制取气体，连接装置BC时，a端与b端相连接的理由是________。B中发生反应的化学方程式为_______。将产生的二氧化碳通入装置E的目的是验证二氧化碳气体，实验现象为_________。8．（2023年江苏省苏州市中考）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。Ⅰ、实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。

(1)用作催化剂，加热分解得到和KCl。该反应的化学方程式为______。(2)装置中仪器X的名称为______。收集干燥氧气应选取的收集装置为______（选填字母）。(3)搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开______（选填“”、“”或“”）处的螺丝，待调整后再拧紧。(4)实验结束时，下列两步操作中先进行的是______（填序号）。a．移走并熄灭仪器X

b．断开试管与洗气瓶之间的连接Ⅱ、某款家用制氧机利用过碳酸钠（）和二氧化锰同时加入水中制取氧气。已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为和。②可以将KI转化为I2。(5)制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化锰。A剂B剂平均供氧量（毫升/分钟）供氧时间（分钟）配方一1袋1袋≥320≥15配方二2袋1袋≥500≥25配方三3袋2袋≥1000≥15①A剂的成分是______。②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是______。(6)按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为______。②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为______。③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加______溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有。9．（2023·山东菏泽·校考三模）如图是实验室制取气体的常见装置，请根据图示回答问题：

(1)指出标号仪器的名称：①_____。(2)装置A、B、C都可以用来制取气体，其中B装置的优点是_____；若用装置C制取氧气，反应的化学方程式为_____。(3)小明选用排水法收集两瓶氧气做氧气性质的实验。装置E是做硫在氧气中燃烧实验，观察到的现象是_____，该实验可能造成的后果是_____。装置F是做铁丝在氧气中燃烧的实验，集气瓶底放少量水的作用是_____。10．（2023·湖南娄底·校考模拟预测）根据如图实验装置，请回答：

(1)仪器a的名称是______。(2)检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹_______则气密性良好。(3)用H2O2制取氧气，选择的发生装置为______（填字母），反应的化学方程式