2022-2023学年人教版九年级化学上册 2.3制取氧气 导学案（word版有答案）

2.3制取氧气
安徽省无为市教子湾中学 238341 王廷虎(正高级特级教师)
【课时目标】
1.知道实验室可用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制取氧气及反应的原理、、检验、验满方法等；了解工业制取氧气的方法。
2.初步理解分解反应，了解催化剂和催化作用。
3.培养学生动手操作能力和科学探究能力。
重点：1.分解过氧化氢、加热高锰酸钾制取氧气；2.分解反应的概念。
难点：催化剂的概念及其在催化过程中的作用。
【学习活动】
任务一 实验室制取氧气_________
1.实验室制取氧气可采用多种方法。
(1)写出实验室制氧气的文字表达式：
①加热暗紫色固体制氧气：_________。
②加热氯酸钾与二氧化锰的固体混合物：_________。
③实验室常温下制氧气：_________。
(2)用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰制氧气选用如图所示装置_________，用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气选用装置_________。
(3)收集氧气可采用_________法和_________法，用向上排空气法收集氧气时，把带火星的木条放在_________，观察到木条_________，表明已收集满。
(4)采用装置A制氧气的实验步骤依次为_________、装药品、固定装置、点燃酒精灯加热、收集验满、_________、_________，简记为“茶(查)庄(装)定点收利(离)息(熄)”。
2.实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气，下列实验操作正确的是( )
A.组装好装置后，检查装置的气密性
B.加入药品后，直接将酒精灯火焰对准药品加热
C.水槽中有气泡冒出时，立即收集气体
D.实验结束时，先移走酒精灯再从水槽中移出导管
3.实验室用氯酸钾固体（二氧化锰作催化剂）制取氧气，下列装置组合正确的是( )
A.①③ B.①⑤ C.②③ D.②④
4.实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液，以及下列仪器：
（1）请写出标号⑦的仪器名称_________。
（2）利用上述仪器和药品可以制取氧气，你选择的药品是_________，不需要选择的仪器是_________（填序号）。
5.如图所示是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。
（1）A装置中仪器①的名称是_________，试管口略向下倾斜的原因是_________。
（2）仪器②的名称是_________。该仪器的主要作用是_________。
（3）实验室用加热氯酸钾制取氧气，应选择的发生装置为_________（填字母序号）；若要收集较纯净的氧气，应选择的收集装置是_________（填字母序号）。写出过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气的化学反应文字表达式_________。
【变式1】某同学误将少量高锰酸钾当成二氧化锰加入氯酸钾中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是( )
A.c代表氧气
B.t2时刻，氧气开始产生
C.t1时刻，高锰酸钾开始分解
D.起催化作用物质的质量一直保持不变
任务二 催化剂和催化作用
6.在化学反应里能_________，而本身的_________和_________在化学反应前后都没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫_________。催化剂只能改变化学反应的_________，不能增加或减少生成物的_________。
7.关于二氧化锰的说法，正确的是( )
A.如果不加二氧化锰，过氧化氢不会分解产生氧气
B.二氧化锰只能作催化剂
C.二氧化锰是所有化学反应的催化剂
D.氯酸钾受热分解的反应除了二氧化锰，还可以选择其他催化剂
8.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.在化学反应后其质量减少
B.在化学反应后其化学性质发生了变化
C.在化学反应后其质量增加
D.催化剂能改变化学反应速率
9.“神舟六号”太空舱利用高铁酸镍(NiFe2O4)将航天员呼出的二氧化碳(CO2)转化为氧气(O2)，而高铁酸镍(NiFe2O4)的质量和化学性质在反应前后都不变。则NiFe2O4在该反应中是( )
A.反应物 B.生成物 C.催化剂 D.消毒剂
【变式2】关于用氯酸钾制氧气，下列说法正确的是( )
A必须使用二氧化锰作催化剂，否则制不出氧气
B.二氧化锰的质量随着反应的进行而减小
C.加大二氧化锰的用量，可以增加氧气的量
D.用适量高锰酸钾代替二氧化锰，也可加快反应
任务三 分解反应_________。
10.下列反应属于分解反应的是( )
A.硫十氧气二氧化硫
B.石蜡十氧气水十二氧化碳
C.过氧化氢水十氧气
D.铁+氧气四氧化三铁
【变式3】下列方法都可用于制取氧气，但其中不属于分解反应的是( )
A.加热高锰酸钾制取氧气
B.在过氧化氢中加二氧化锰制取氧气
C.通过分离液态空气制取氧气
D.加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气
任务四 氧气的工业制法
11.工业上常采用_________制氧气，工业制取氧气属于_________变化；实验室制取氧气属于_________变化，且都属于_________反应。
12.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，为化肥工业奠定了基础，以下是合成氨的工艺流程图。
资料：常温下，氮气沸点－196℃，氧气沸点－183℃。
(1)工业上用分离液态空气的方法制取氮气，根据空气中液氧和液氮的__________不同，将液态空气升温，最先逸出的物质主要是__________，此过程属于__________变化(填“物理”或“化学”)。
(2)请写出氮气和氢气反应生成氨气的文字表达式：__________，上述流程中可循环利用的物质是__________。
(3)氮气常用作保护气，其原因是__________。
【变式4】工业制取氧气与实验室制取氧气比较，下列叙述正确的是( )
A.生产原料不同
B.制取产物完全不同
C.都是化学反应
D.都利用了物质的化学性质
【课后作业】
1.在用一定质量的过氧化氢溶液制取氧气时，若忘记加入二氧化锰，将导致的后果是( )
A.无氧气产生
B.有氧气产生，但反应速率较慢
C.有氧气产生，但生成氧气的质量大大减少
D.有氧气产生，而且会生成更多的氧气
2.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是( )
A.检查装置气密性 B.加热立即收集 C.收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热
3.下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.只能加快反应速率 B.二氧化锰在任何化学反应中都是催化剂
C.能增加生成物的质量 D.质量和化学性质在化学反应前后不变
4.下列变化属于分解反应的是( )
A.蒸发食盐水得到水和食盐
B.燃烧石蜡生成二氧化碳和水
C.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
D.铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁
5.在进行实验室制取和收集氧气的过程中，有关做法不正确的是( )
A.选择装置①或②作为氧气的发生装置
B.选择装置③或④作为氧气的收集装置
C.装置④有气泡冒出时立即收集气体
D.将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下
6.下图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
（1）装置A中的一种仪器名称______。
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是______（填字母序号），反应的文字表达式是______。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的______；实验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是______，收集满氧气的集气瓶应该______（填“正”或“倒”）放在桌面上。
（4）装置B和C都能用作实验室制取氧气的发生装置，装置C相对装置B的优点是______。
7.某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究，在相同的加热条件下，用下图装置完成表中实验：
编号 氯酸钾质量/g 催化剂 催化剂质量/g 收集50mL氧气所需时间/s
实验一 5 - - 171
实验二 5 二氧化锰 0.5 49
实验三 5 三氧化二铁 0.5 58
实验四 5 氯化钾 0.5 154
(1)设置实验一的目的是__________。
(2)表中所列三种催化剂的催化效果最好的是__________。
(3)写出氯酸钾分解的文字表达式：__________。
(4)由实验一和实验四可知，氯化钾__________(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变，用实验一再继续收集收集50mL氧气，所需时间明显少于171s，解释原因：__________。
(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量相同时间内_____________。
(6)同种催化剂，催化剂的质量多少可能影响催化效果，请设计实验方案进行验证__________。
(7)同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究(探究一种因素即可)。
影响因素：__________；实验方案：__________。
【评价与反思】___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
参考答案
【学习活动】1.(1)①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ②氯酸钾氯化钾+氧气 ③过氧化氢水+氧气 (2)A B (3)排水 向上排空气 集气瓶口 复燃 (4)检查装置气密性 移出导管 熄灭酒精灯 2.A 3.A 4.（1）水槽 （2）氯酸钾和二氧化锰；①④ 5.（1）酒精灯 防止冷凝水倒流、炸裂试管 （2）长颈漏斗 添加液体药品 （3）A D 过氧化氢水+氧气 【变式1】C 6.改变其他物质的化学反应速率 质量 化学性质 催化作用 速率 质量 7.D 8.D 9.C 【变式2】D 10.C 【变式3】C 11.分离液态空气法 物理 化学 分解 12.(1)沸点 氮气 物理 (2)氮气+氢气————→氨气 氮气、氢气 (3)常温下，化学性质稳定 【变式4】A
【课后作业】1.B 2.A 3.D 4.C 5.C 6.（1）酒精灯（或试管、铁架台） （2）A 氯酸钾氯化钾+氧气 （3）气密性 防止水倒流，炸裂试管 正 （4）可以控制反应速率 7.(1)对照实验 (2)二氧化锰 (3)氯酸钾——→氯化钾+氧气(合理即可) (4)有 随着反应的进行，生成的催化剂氯化钾越来越多(合理即可) (5)收集的氧气体积(合理即可) (6)将相同质量的氯酸钾与不同质量的同种催化剂充分混合，分别加热，测定收集50mL氧气所需时间(合理即可) (7)同种催化剂，催化剂的颗粒大小不同，催化效果不同 将相同质量的氯酸钾与不同颗粒大小质量相同的同种催化剂充分混合，分别加热，测定收集50mL氧气所需时间(合理即可)
催化剂
高温、高压
催化剂
加热