2.3 制取氧气（学案）-初中化学人教版九年级上册

第二单元 我们周围的空气
课题3 制取氧气
学习目标
1、掌握实验室制取氧气的方法和原理；
2、深入理解分解反应的概念；
3、理解催化剂和催化作用；
4、初步认识反应原理决定实验装置、气体的性质决定气体的收集方法。
学习要点
1.重点：
（1）实验室制取氧气的反应原理。
（2）实验室制取氧气的发生装置及收集装置的探讨。
2.难点：实验室制取氧气的反应原理及仪器、装置的探讨。
基础梳理
一、氧气的实验室制法
（一）加热高锰酸钾制氧气
1、实验原理：高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+氧气。
KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
2、实验装置:包括发生装置和收集装置。
A——试管 B——铁架台 C——酒精灯
D——导管 E——集气瓶 F——水槽
发生装置(固固加热装置):是根据反应物状态是固体和反应条件是加热而决定的。?
收集方法:实验室可以采用向上排空气法和排水法收集氧气,这是根据氧气　　　　　　　和密度大于空气、不易溶于水的性质而决定的。?
3、实验步骤:
（1）查(检查装置气密性)（方法：将导气管末端插入水中,用手焐热试管或用酒精灯微热试管,若导管口有气泡冒出且冷却后在导管内形成一段水柱,则证明装置气密性良好）
（2）装(把药品装在试管底部)
（3）定(把试管固定在铁架台上)
（4）点(点燃酒精灯，先预热、后集中加热)
（5）收(收集气体)
（6）离(撤离导管)
（7）熄(熄灭酒精灯)
巧记步骤:茶、庄、定、点、收、利、息。?
4、注意事项
（1）要用酒精灯的外焰对准药品部位加热，加热前先对试管进行预热。
（2）药品要平铺在试管底部，增大受热面积，便于均匀受热。
（3）铁夹要夹在距试管口约1/3处。
（4）试管口放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
（5）试管内的导管稍微露出橡皮塞即可，便于气体排出。
（6）试管口应略向下倾斜，有些固体试剂受热往往会产生水蒸气，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂。
（7）用排水法收集气体时，导管伸到瓶口处即可，当导管口出现连续、均匀的气泡时才可以开始收集（刚开始冒出的气体是受热膨胀的空气，会导致收集的气体不纯）
（8）停止加热时，应先把导管从水槽中撤离出来，再熄灭酒精灯，防止水槽里的水倒流到试管中，冷水与加热后的试管接触，从而导致试管炸裂。
5、氧气的检验：将带火星的木条伸入瓶内,木条复燃则为氧气。
6、氧气的验满：将带火星的木条放在瓶口,木条复燃则已满。?
（二）过氧化氢制取氧气
【演示实验】
实验编号 试管内药品 带火星的木条复燃情况 结论(是否有氧气放出)
实验1 将带火星的木条伸入A试管 不复燃 有少量氧气放出
实验2 在B试管中加入少量二氧化锰粉末,将带火星的木条伸入试管 复燃 快速放出较多氧气
1、药品：过氧化氢溶液（无色溶液）、二氧化锰（黑色粉末）。?
2、反应原理：文字表达式:过氧化氢水 + 氧气。
H2O2? H2O O2
3、实验装置：
其中，二氧化锰是过氧化氢分解制氧气的催化剂。
催化剂定义:能改变其他物质的化学反应速率，而自身质量和化学性质没有变化的物质叫做催化剂。。?
（三）氯酸钾制取氧气
1、药品：氯酸钾（白色固体）、二氧化锰（黑色粉末）
2.反应原理：文字表达式:氯酸钾氯化钾+氧气。
KClO3 KCl O2
3、实验装置：
二、分解反应
1.定义:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应,叫作分解反应。
2.特点:“一变多”　ABA+B。
三、氧气的工业制法
降温 加热 氧气
空气 液态空气 氮气
加压 稀有气体
原理：各成分沸点不同。该过程是物理变化。
课后练习
1.下列变化（部分反应条件已略去）是分解反应的是( )
A.水+二氧化碳→碳酸
B.食盐水→水+食盐
C.氧化汞→汞+氧气
D.镁+二氧化碳→氧化镁+碳
2.实验室制取气体选择收集方法时，不必考虑气体的下列性质中的( )
A.颜色 B.密度 C.溶解性 D.是否与水反应
3.下列关于催化剂的说法错误的是（　　）
A.化学反应前后它的质量不变 B.化学反应前后它的化学性质不变
C.能改变其它物质的化学反应速率 D.可增加生成物的质量
4.在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是( )
A.用排水法收集时，集气瓶装满水
B.用向上排空气法收集时，导管伸入到集气瓶的底部
C.用排水法收集时，导管口冒出气泡，立即收集
D.用排水法收集，收集满后，在水下盖上玻璃片
5.关于“加热高锰酸钾制得氧气并用排水法收集”的实验，下列说法正确的是( )
A.制取气体时，先装药品，然后检验装置的气密性
B.反应结束时，先停止加热，然后将导管移出水面
C.导气管口开始产生气泡时，立即用装满水的集气瓶收集气体
D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止反应时药品进入导气管
6.将混有少量高锰酸钾的氯酸钾放入试管中加热至完全反应，最后剩下的固体有( )
A.两种 B.三种 C.四种 D.五种
7.下列叙述正确的是( )
A.分离液态空气制氧气属于分解反应
B.为了便于运输，把氧气加压成液态贮存在蓝色钢瓶中
C.对过氧化氢的分解具有催化作用的物质只有二氧化锰一种
D.要使过氧化氢分解放出氧气必须要加入二氧化锰，否则就不能反应
8.某兴趣小组利用如图所示的装置进行氧气的实验室制取和收集，请回答下列问题：
（1）若用加热氯酸钾的方法来制取氧气，则发生反应的文字表达式为 。
（2）实验前应该先检查装置的气密性，具体的操作为________________。
（3）用D装置收集氧气时，当气泡________________时再开始收集；收集满氧气后，用玻璃片盖住集气瓶口，并且应该________________（选填“正放”或“倒放”）在桌子上。
（4）用排空气法收集氧气时，应该选择装置________________（填字母）；若用E装置收集氧气，则气体应该从________________（选填“a”或“b”）处导管进入。
（5）用D装置收集完氧气后，用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条没有复燃，小樱认为可能是收集的氧气不纯，氧气不纯的原因可能是________________（写出一条即可）。
参考答案
课后练习
1.答案：C
解析：该反应不符合“一变多”的特点，不属于分解反应，故A选项错误；食盐水是混合物，分离成水和食盐，属于物理变化，故B选项错误；该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应，故C选项正确；反应物、生成物都为两种，不符合分解反应“一变多”的特点，故D选项错误。
2.答案：A
解析：根据气体的溶解性及与水是否反应，可判断能否用排水法收集，根据气体的密度与空气密度的相对大小可判断用向上排空气法还是向下排空气法收集，气体的收集方法与其颜色无关，故选A。
3.答案：D
解析：能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后不变的物质叫催化剂。催化剂不改变生成物的质量。
4.答案：C
解析：用排水法收集氧气，集气瓶中装满水，可以把集气瓶中的空气尽可能排尽，故A不符合题意；用排空气法收集氧气，导气管伸到集气瓶的底部，可以把集气瓶中的空气尽可能排尽，故B不符合题意；用排水法收集，没有等到气泡连续均匀地从瓶口冒出时就开始收集，原试管内的空气进入集气瓶，故C符合题意；用排水法收集，收集满后，在水下盖上玻璃片，可以防止空气的进入，故D不符合题意。故选C。
5.答案：D
解析：A.制取气体时，应先检验装置的气密性，然后装药品，以避免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，故选项说法错误；B.反应结束时，先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防止水槽中的水倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂，故选项说法错误；C.导气管口开始产生气泡时，不能立即收集，因为刚开始排出的是空气，应等到导管口的气泡连续均匀冒出时才能收集，故选项说法错误；D.装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，是为了防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，故选项说法正确。
6.答案：B
7.答案：B
解析：分离液态空气制是工业制的方法，是物理变化，故A错误；过氧化氢在常温下就能产生，只不过速率较慢，故D错误。
8.答案：（1）
（2）连接仪器，将导管的一端放入水中，用手握试管，水中的导管口有气泡冒出，则气密性良好
（3）连续并比较均匀地放出；正放
（4）B；b
（5）集气瓶内没有装满水（合理即可）