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第三章 维持生命之气---氧气
3.2 制取氧气
课堂导入
PART ONE
课堂导入--空气成分发现史
课堂导入
普利斯特里的重大
贡献是发现氧和其他气体。1772年发现了二氧化氮；1773年发现氨；1774年发现二氧化硫。1774年他利用一个大凸透镜，把阳光聚焦起来，加热氧化汞,用排水集气法收集产生的气体,并研究了这种气体的性质。他发现蜡烛在这种气体中以极强的火焰燃烧；老鼠在瓶中存活时间为相同容积的普通空气的两倍。他并用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取它，感到十分轻松舒畅。普里斯特利是第一位详细叙述了氧气的各种性质的科学家。由于他是燃素说的信徒，遂推断出新气体必然含有极少的燃素或不含燃素，称它为“脱燃素空气”。同年，普里斯特利将氧气的制法和性质告诉A.－L.拉瓦锡。后者重复了这些实验，指出普里斯特利制出的气体不是“脱燃素空气”，而是能够助燃的氧气。拉瓦锡还提出了燃烧反应的氧化学说。但是普利斯特里却一直不接受拉瓦锡的理论，坚持错误的燃素说。
实验室制取氧气
PART TWO
分解过氧化氢制取氧气
分解过氧化氢制取氧气
反应的文字表达式：
催化剂
催化剂是一种物质,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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
催化剂的特点概括起来说有三个：
1.“一变,二不变”,即能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质不变。
2.“针对性”,即催化剂针对某个化学反应来说,才有意义。例如,不能笼统地说二氧化锰是催化剂,或催化剂是二氧化锰等,而应该表达为二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。
3.多样性”,即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如,在过氧化氢分解的反应中,二氧化锰、红砖粉末、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂。而催化作用是指催化剂在化学反应中所起的作用(即能改变化学反应的速率),它包括加快和减慢化学反应的速率两种情况。
高锰酸钾制取氧气
PART three
实验室制取和收集氧气
过氧化氢制取氧气 高锰酸钾制取氧气 氯酸钾制取氧气
反应原理
发生装置 固液常温型 固液加热型 固液加热型
收集装置 整体装置图
O2的密度比空气大 ，且不与空气中各成分反应，收集气体干燥但不纯净
O2不易溶于水，且不与水反应，收集气体纯度高，但不干燥
过氧化氢制取氧气 高锰酸钾制取氧气
操作步骤 ①检查装置气密性。 ②在锥形瓶中装入二氧化锰。 ③塞好带有分液漏斗和导管的橡胶塞。 ④向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。 ⑤收集氧气。 ①连接装置,检查置气留性。
②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡胶塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花)。
③将试管固定在铁架台上。
④点燃酒精灯,预热后加热试管。
⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体。
⑥收集完毕,先将导管移出水面。
⑦熄灭酒精灯。
加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气用排水法收集。加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤可概括为:查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
注意事项 ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡胶塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸入集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④若用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 ①药品要平铺在试管底部,均匀受热。
②试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。
③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡胶塞即可,这样便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热
⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大量气泡冒出时,证明已集满。
⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防
止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状
况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的
逸散
工业制氧气
PART four
工业上主要以空气为原料制取大量的氧气,这主要是因为这种方法成本低,原料易得,生产过程中对环境没有负面影响。
1.方法一：分离液化空气获得液氧
(1)原理:利用液态氧和液态氣沸点不同,采用低温蒸发的方法制取氧气。工业制取氧气是物理变化
(2)过程:
方法二：膜分离技术生产氧气
利用空气中各组分透过高分子分离膜的渗透速率不同，在压力差驱动下，将空气中的氧气富集来获得富氧空气的技术称为膜法富氧技术 。
分解反应
PART five
观察？
分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
注：分解反应中反应物只有一种,生成物至少有两种,其特点是“一生多”。判断一个化学反应是否是分解反应,必须同时符合两个条件:①反应物只能是一种物质,②生成物最少有两种。
反应类型 分解反应 化合反应
概念 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应
表达式 AB→A+B A+B→AB
特征 一变多 多变一
实例
共性 都是化学变化，都属于化学反应的基本类型，两者是并列的关系，互不从属
