八年级化学（沪科版·五四学制2024）全一册 知识清单

八年级化学（沪科版·五四学制2024）全一册知识清单专题三课题3氧气和二氧化碳的制备（第1课时）——氧气的实验室制法一、课标要求与核心素养聚焦【基础】（一）课标要求依据《义务教育化学课程标准（2022年版）》及沪科版五四学制八年级全一册的教学要求，本课时需达成以下目标：1.通过实验探究，掌握实验室制取氧气的主要方法（过氧化氢分解、高锰酸钾或氯酸钾加热分解），初步学会根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，根据气体的溶解性和密度选择收集装置。2.理解催化剂的概念，认识催化剂在化学反应中的重要作用。3.初步养成“气体制取”的一般思路，即“原理决定装置，性质决定收集和检验”。4.通过实验操作，学会检查装置气密性、取用药品、加热、收集气体和验满等基本实验技能，树立安全意识和绿色化学观念。【重要】（二）核心素养聚焦本课时重点发展学生的“宏观辨识与微观探析”（通过反应现象理解化学变化）、“科学探究与创新意识”（通过探究催化剂作用、设计实验装置）以及“科学态度与社会责任”（严谨的实验操作、环保意识）。核心在于建立实验室制取气体的一般模型，并能运用该模型解决简单的实际问题。二、工业制取氧气——从空气中获取【基础】（一）方法名称：分离液态空气法。（二）原理：利用液态空气中，液态氮气和液态氧气的沸点不同。氮气的沸点为196℃，氧气的沸点为183℃。（三）过程：空气首先经过净化、除尘、除二氧化碳和水蒸气，然后在加压、降温的条件下变成液态空气。接着，对液态空气进行升温。由于液氮的沸点较低，它会先气化从液态空气中分离出来，剩下的主要就是液态氧气，储存在蓝色的钢瓶中。（四）变化类型：物理变化。此过程中，只是物质的状态发生改变，并没有生成新物质。三、实验室制取氧气——核心内容【热点】实验室制取气体的一般思路与方法这是本课时的核心，也是后续学习二氧化碳制取的基础。其思路为：1.确定原理：寻找一个能生成该气体，且反应条件温和、易于控制、速率适中、气体纯净、安全环保的化学反应。2.选择装置：发生装置（根据反应物状态和反应条件）+收集装置（根据气体的性质，如溶解性、密度、是否与水/空气反应）。3.操作步骤：连接仪器→检查气密性→装药品→固定装置→加热/反应→收集气体→检验和验满→（若用排水法收集，需先撤导管后熄灯）。【重要】方法一：加热高锰酸钾法（固固加热型）（一）反应原理：【非常重要】高锰酸钾→（加热）锰酸钾+二氧化锰+氧气【高频考点】化学方程式的书写：2KMnO₄→(△)K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑。此反应中，高锰酸钾是唯一的反应物，锰酸钾和二氧化锰都是生成物。（二）实验装置：1.发生装置：固体加热型。主要仪器：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管、带导管的单孔橡皮塞。2.收集装置：【难点】根据氧气不易溶于水，可采用排水法（收集的气体较纯净）；根据氧气密度比空气略大，可采用向上排空气法（收集的气体较干燥）。（三）实验步骤与注意事项：【必考】【非常重要】可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”七字口诀。1.查：检查装置的气密性。方法：将导管一端放入水中，双手紧握试管，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，则证明气密性良好。2.装：装入药品。在试管口放一团棉花。其目的是：【高频考点】防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管或污染气体。3.定：固定装置。将试管固定在铁架台上，试管口要略向下倾斜。其目的是：【高频考点】防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。4.点：点燃酒精灯加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，对试管进行预热，然后对准药品部位集中加热。5.收：收集气体。（1）排水法：当导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，因为刚开始排出的是装置内的空气。当气泡连续、均匀地放出时，再将导管口伸入盛满水的集气瓶口。当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已收集满。在水下用玻璃片盖住瓶口，取出后正放在桌面上（因为氧气密度比空气大）。（2）向上排空气法：导管应伸入集气瓶底部。验满方法：【高频考点】将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明已满。6.离：收集完毕后，先将导管移出水面。7.熄：再熄灭酒精灯。【难点·易错点】“先离后熄”的顺序绝对不能颠倒。如果先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水会被倒吸入热的试管中，导致试管炸裂。（四）检验方法：【基础】将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则该气体是氧气。【重要】方法二：分解过氧化氢溶液法（固液不加热型）（一）反应原理：【非常重要】过氧化氢→(二氧化锰)水+氧气【高频考点】化学方程式的书写：2H₂O₂→(MnO₂)2H₂O+O₂↑。二氧化锰在此反应中是催化剂，起催化作用。（二）催化剂与催化作用：【非常重要】【热点】1.定义：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）。它起的作用叫催化作用。2.关键词解读：【难点】（1）“改变”：包括“加快”或“减慢”，不能片面理解为“加快”。（2）“质量”和“化学性质”不变：这是判断某物质是否为催化剂的关键依据。但物理性质（如状态、颗粒大小）可能改变。（3）“专一性”：催化剂不是万能的，一个反应可能有多种催化剂（如过氧化氢分解还可用红砖粉末、硫酸铜溶液等），但一种催化剂一般只针对某一个或某一类反应。（4）催化剂不能改变生成物的质量，也不能使原本不反应的物质发生反应。它只是通过改变反应路径来改变化学反应的速率。3.探究实验设计：【拓展】要证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，必须同时证明三点：①它能改变（加快）过氧化氢的分解速率（对比实验：加与不加MnO₂，比较产生气泡速率和带火星木条复燃情况）；②它的质量在反应前后不变（反应后过滤、洗涤、干燥、称量）；③它的化学性质在反应前后不变（将分离出的MnO₂再次加入到新的过氧化氢溶液中，观察是否能继续加快反应速率）。（三）实验装置：【重要】1.发生装置：固液不加热型。主要仪器：锥形瓶（或试管）、长颈漏斗（或分液漏斗）、带导管的双孔橡皮塞。2.装置改进与优点：【热点】（1）若使用长颈漏斗，其末端必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的氧气从长颈漏斗口逸出。（2）若使用分液漏斗，可以通过活塞控制液体的滴加速率，从而控制反应的速率，获得平稳的氧气流。（3）若将锥形瓶换为试管，并将试管底部垫高，放入块状二氧化锰，通过倾斜试管使过氧化氢溶液与二氧化锰接触或分离，可以控制反应的发生和停止（类似于启普发生器原理的简易装置）。3.收集装置：同方法一，可用排水法或向上排空气法。【基础】方法三：加热氯酸钾与二氧化锰混合物法（固固加热型）（一）反应原理：【非常重要】氯酸钾→(二氧化锰,加热)氯化钾+氧气【高频考点】化学方程式的书写：2KClO₃→(MnO₂,△)2KCl+3O₂↑。此处的二氧化锰也是催化剂。（二）实验装置：与加热高锰酸钾的装置基本相同，唯一区别是试管口【不需要】放一团棉花。（三）操作注意事项：与高锰酸钾制氧气的步骤相似（查、装、定、点、收、离、熄）。但需要注意，氯酸钾与二氧化锰的混合物要混合均匀，且氯酸钾是强氧化剂，不能混入易燃物，以免爆炸。四、三种实验室制取氧气方法的比较【核心总结】【非常重要】反应原理（文字表达式）过氧化氢→(二氧化锰)水+氧气高锰酸钾→(加热)锰酸钾+二氧化锰+氧气氯酸钾→(二氧化锰,加热)氯化钾+氧气反应物状态固+液固（加热）固+固（加热）反应条件常温（催化剂）加热加热发生装置类型固液不加热型固固加热型固固加热型优点①不需加热，节约能源，安全；②可随时添加药品，控制反应速率；③反应速率适中，便于收集。适合制取较纯净的氧气（因有棉花，防粉末）。适合大规模、较快速的制取（但需加热）。五、气体收集方法与装置选择依据【重要】（一）排水法：1.适用气体：难溶于水或不易溶于水，且不与水发生反应的气体（如氧气、氢气）。2.优点：收集到的气体纯度较高，但不干燥。3.操作要点：集气瓶要预先装满水，倒立在水槽中。当气泡连续均匀放出时再收集。（二）向上排空气法：1.适用气体：密度比空气大（即相对分子质量大于29），且不与空气中成分反应的气体（如氧气、二氧化碳）。2.优点：收集到的气体较干燥，但纯度不高。3.操作要点：导管应伸入集气瓶底部，以排尽瓶内空气。验满时，将带火星的木条（或燃着的木条）放在瓶口。（三）向下排空气法：1.适用气体：密度比空气小（即相对分子质量小于29），且不与空气中成分反应的气体（如氢气）。2.本课时制取氧气不用此法。六、考点、考向与解题策略【必考】（一）常见题型1.基础选择题：考查催化剂概念的理解（如：催化剂能增加生成物质量吗？）、实验操作的正误判断（如：先熄灯后撤导管？）、反应现象的描述。2.实验填空题：给出实验装置图，要求写出仪器名称、反应方程式、选择发生和收集装置的理由、实验步骤的排序或错误操作的后果。3.探究与评价题：围绕催化剂的探究（设计实验证明某物质是催化剂）、装置改进的优缺点（如：分液漏斗比长颈漏斗好在哪？）、意外情况分析（收集的氧气不纯的原因？）。【高频考点】（二）解题步骤与易错点1.检查装置气密性：无论何种制气装置，装药品前都必须检查气密性。易错点在于误以为可以装药品后再检查。2.催化剂判断：谨记“一变两不变”（改变化学反应速率，质量和化学性质不变）。【易错点】不能说“性质”不变，必须是“化学性质”，物理性质可能改变。催化剂不能决定反应的进行与否，也不能决定生成物的多少。3.高锰酸钾制氧：“一团棉花”（防粉末）、“向下倾斜”（防倒流）、“先离后熄”（防倒吸）。这是实验题中追问“为什么”的高频点。4.收集氧气不纯的原因分析：【必考】（1）排水法：①未等气泡连续均匀冒出就收集（混有空气）；②集气瓶未装满水（留有空气）。（2）排空气法：①导管未伸入集气瓶底部；②验满方法不正确，导致未满就停止；③集气瓶未干燥，内壁有水珠（对纯度影响较小，但可使气体潮湿）。5.试管炸裂的原因分析：【必考】（1）加热前没有预热，试管受热不均。（2）试管外壁有水。（3）加热时试管口未略向下倾斜，冷凝水倒流。（4）用排水法收集完气体后，先熄灭酒精灯，后撤导管，导致水倒吸。（5）实验结束后，立即用冷水冲洗热的试管。【热点】（三）思维拓展与跨学科视角1.控制变量思想：在探究催化剂对反应速率影响的实验中，必须控制变量。例如，要探究二氧化锰的催化作用，两组实验应控制过氧化氢溶液的浓度、温度、体积相同，只改变是否加入二氧化锰。2.模型认知：建立“发生装置=f(反应物状态,反应条件)”和“收集装置=f(溶解性,密度)”的函数思维模型。这是后续学习任何气体实验室制法的通用模板。3.绿色化学：比较三种制氧方法，从节能（是否加热）、原料利用率、产物是否环保等角度评价优劣。过氧化氢法因不需加热、产物是水，最符合绿色化学理念。4.工程与技术：理解简易供氧器的设计原理。例如，通过调节液体滴加速度来控制产氧速率；通过不同发生装置的优缺点对比，选择适合特定场景（如家庭氧疗、野外急救）的装置。七、易混概念辨析与总结（一）化合反应vs分解反应：【基础】1.化合反应：多变一(A+B+…→C)2.分解反应：一变多(C→A+B+…)本课时学习的三种制氧方法，均属于分解反应。（二）催化剂vs反应物：催化剂在反应前后质量和化学性质不变，它不算是反应物也不是生成物，只是在反应条件中注明。例如，2H₂O₂→(MnO₂)2H₂O