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第二节 氧气的制法
练习
随堂检测
装置
原理
实
验
仪
器
实
验
药
品
实
验
原
理
实
验
步
骤
注
意
事
项
课
堂
练
习
铁架台、试管、酒精灯
水槽、集气瓶、导气管
排水集气法
向上排空气法
铁架台、试管、酒精灯
集气瓶、毛玻璃片、导气管
第一组: 高锰酸钾(紫黑色)
第二组: 氯酸钾(白色)、二氧化锰(黑色)
高锰酸钾:K2MnO4
氯酸钾:KCl03
二氧化锰:MnO2
拓展
相 关 资 料
高锰酸钾(K2MnO4):俗称灰锰氧或PP粉,紫黑色晶体,其溶液为紫红色,是常用的消毒剂,受热很快分解而放出氧气(O2)。
氯酸钾(KClO3):俗称为白药粉,白色晶体,熔点为368℃。强氧化剂。常温下稳定,400℃时分解放出氧气( O2 )。
二氧化锰(MnO2):黑色无定形粉末,或黑色斜方晶体,熔点为390℃,沸点为535℃,难溶于水。溶于冷盐酸而产生氯 。
氧(O2):通常条件下是呈无色、无臭和无味的气体,熔点为-218.4℃,沸点为- 182.962℃,在-182.962℃时液化成淡蓝色液体,在-218.4℃时凝固成雪状淡蓝色。固体在化合价一般为0和-2。除惰性气体外的所有化学元素都能同氧形成化合物。大多数元素在含氧的气氛中加热时可生成氧化物。是水中生命体的基础。氧在地壳中丰度占第一位。干燥空气中含有20.946%体积的氧;水有88.81%重量的氧组成。
带火星的木条在氧气中燃烧
水(H2O):纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。温度在0 ℃以下为固体,从0℃~100℃之间为液体, 100℃以上为气体(气态水),加热至1000℃高温或借助一定的电解设备通以直流电 (耗电量较大) 可分解为氧气和氢气。
药品的选择
1、必须含有相关成分
2、无毒无害没有污染
3、节约能源价格便宜
4、装置简便易于操作
5、易于反应常温更好
1、KMnO4 K2MnO4 + MnO2+ O2 (分解反应)
2、KClO3 KCl +O2 (分解反应)
MnO2
为什么
催化剂
在氯酸钾制氧气的实验中,二氧化锰是作为催化剂参加反应的。
在化学反应中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没有变化的物质叫做催化剂,它所起的作用叫催化作用。
改变的两种含义:加快和减慢。
研究表明许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物做催化剂, 氯酸钾开始发生反应和剧烈反应时的温度如下表所示:
温 催
度 化剂
反应程度
Fe2O3
Al2O3
CuO
MgO
开始反应 470℃ 515 ℃ 305 ℃ 490 ℃
剧烈反应 490℃ 540 ℃ 350 ℃ 545 ℃
关于催化剂
1.催化剂一定是加快反应速度吗?
答:不一定,有的催化剂可减慢化学反应的进行。
2.是否所有的反应都需催化剂?
答:不是。催化剂只是在一定条件下的化学反应不能进行时使用,大多数化学反应不需要催化剂。
3.什么办法可以证明催化剂在反应前后化学性质和质量不变?
答:在反应后检验催化剂的物理性质和化学性质,看是否性质起了变化。
4.二氧化锰就是催化剂,催化剂就是二氧化锰吗?
答:二氧化锰是催化剂,当催化剂不一定就是二氧化锰,如制氮气时的铁化媒也是催化剂。
分解反应
有一种物质生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应。
反应通式: A B + C
1.下列变化中属于分解反应的是 ( )
(A)分离液态空气制氧气
(B)加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
(C)蜡烛燃烧
(D)粗盐提纯
2.分解反应与化合反应有什么不同?
一查:连接仪器,检查装气密性
二装:用纸槽把固体药品装入大试管
三定:固定仪器
四点:点燃酒精灯(应用外焰加热)
五收:根据气体的物理性质收集气体(水溶性,密度)
六离:把导管移出水面
七熄:熄灭酒精灯
相关知识解答
1.怎样检查装置的气密性?
答:用手握住试管,把连接试管的导管放入水槽,如果导管口有气泡冒出,说明装置不漏气。原因是握住试管时,手上有热量,空气热胀冷缩,如果不漏气,空气会膨胀出来,所以导管口会有气泡。
2.为什么用酒精灯的外焰加热?
答:用酒精灯的外焰加热,是为了吸收更多的热量 。酒精灯的火焰有三层: 内焰、焰心、外焰,因为外焰温度最大 。
3.在实验结束时,为什么要先取出导管,再撤酒精灯?
答:如果先撤酒精灯,试管内温度降低,气体体积缩小,会通过导气管把冷水吸入热的试管,形成倒吸。冷水流到热的试管底可能会造成试管破裂。为了保护实验器材,应该先移除导气管,再撤酒精灯。
4.收集氧气的方法有哪些?
答:有排水集气法和向上排空气法。
5.怎样用排水集气法收集气体?
答:将集气瓶倒扣入水槽中,导管插入集气瓶底部,用玻片半盖集气瓶口。
6.为什么可以用排水集气法收集氧气?
答:氧气难溶于水,而且氧气的密度远小于水的密度。
7.怎样用向上排空气法收集氧气?
答:将导气管插入集气瓶中,收集气体。当检验集气瓶已经收集满后,拿出导气管,平移推动玻璃片,直至盖上集气瓶口。
8.为什么可以用向上排空气法收集氧气?
答:向上排空气法收集的气体必须是密度大于空气密度的气体。而氧气的密度大于空气的密度。
收集方法
排水法
向上排空法
向下排气法
如O2、H2 如O2 如H2
难溶或微溶于水且不与水反应的气体
密度大于空气且不与空气反应的气体
密度小于空气且不与空气反应的气体
9.怎样检查集气瓶已充满气体?
答:将带火星的木条放到集气瓶附近,如果木条复燃,则说明集气瓶气体已充满。
10.排水法收集气体,什么时候开始收集?
答:当导气管口的气泡均匀溢出时,则可以开始收集气体。
1. 试管应向下倾斜,导管不宜伸入太长,铁夹应夹在试管中上部。
2.若用排空气法收集时,如何检验气体已收满?
3.在用高锰酸钾作原料时应在试管口塞一团棉花,防止加热时高锰酸钾进入导管。
用高锰酸钾制氧气时试管口向下倾斜
4.如何证明收集到的气体是氧气?
5.实验结束后一定要先移开导管,后熄灭酒精灯。
6.待气体有气泡均匀冒出时才能收集气体
7.加热氯酸钾固体时要将试管口向上倾斜
8.当集气瓶的一侧有气泡放出时,将盖有毛玻璃片的集气瓶移出水槽,并正放在桌子上。
用氯酸钾制氧气时试管口向上倾斜
下面是实验室用高锰酸钾制取O2的装置,图,请指出图中的四处错误。
没对准药品加热
导气管
伸入太长
试管口向上倾斜了
铁夹离管口
太近
过氧化氢制氧气
(不加热)
高锰酸钾制氧气(加热)
1.下列物质中含有氧气的是 ( )
(A)二氧化锰 (B)氯酸钾
(C)空气 (D)氧化镁
2.实验室制取氧气时,装药品的大试管口应 ( )
(A)朝下 (B)朝上
(C)略向下倾斜 (D)略向上倾斜
3.检验氧气的方法是 ( )
(A)用火柴去点
(B)用带火星木条接近气体
(C)用鼻子去嗅气味
(D)用天平称量
4.同时加热下列物质,最易放出氧气的是( )
(A)纯净的氯酸钾
(B)氯酸钾与二氧化锰的混合物
(C)纯净的二氧化锰
(D)氯酸钾与二氧化锰的混合物
5.下列有关实验室用氯酸钾制氧气的叙述中,正确的是 ( )
(A)氯酸钾受热熔化后,也不放出氧气
(B)要使氯酸钾受热分解放出氧气,必须加入二氧化锰
(C)二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变
(D)二氧化锰是一切化学反应的催化剂
6.实验室采用排水法收集氧气时,需将导气管伸入盛满水的集气瓶,这个操应在( )
(A)加热固体药品前
(B)与加热固体药品同时
(C)开始有气泡放出时
(D)气泡连续并均匀放出时
7.工业上制取大量氧气的方法是 ( )
(A)加热氯酸钾 (B)加热高锰酸钾
(C)分离液态空气 (D)加热二氧化锰
8.催化剂在化学反应中所起的作用是( )
(A)加快化学反应速率
(B)使生成物质量增加
(C)改变化学反应速率
(D)减慢化学反应速率
9.下列关天催化剂的说法不正确的有()
(A)一定能加快化学反应速度
(B)一定能降低化学反应速度
(C)能改变化学反应速度
(D)一种物质只能有一种催化剂
(E)催化剂是一种物质
(F)催化剂发生化学反应后物理性质一定有改变
10.实验室制取氧气并用排水法收集氧气所用主要仪器名称是:______、_____、_____、_____、_______、______。
11.实验室制氯酸钾和二氧化锰制氧气,加热至气体不再产生,试管内固体剩余物有___,____。改用高锰酸钾制氧气,加热到没有气体产生时,试管内固体剩余物有___,____ 。这两个反应的固体剩余物中都有___ ,但它在两个反应中的作用不一样,在氯酸钾分解中它是___,在高锰酸钾分解中它是___。
12.指出下列实验装置错误之处。
再问:如该实验是用高锰酸钾做实验,那我们还应做什么?
13.请用上面的装置序号填空:实验室制取氧气的发生装置是 ,收集装置是
①
②
③
④
⑤
14.通常情况下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,形成的溶液是氨水。实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物制取氨气。请从下图中选出制取氨气的发生装置 ,收集氨气应采用的装置是 。
A
B
C
D
E
用过氧化氢制氧气
反应原理:
二氧化锰
水+氧气
过氧化氢
H2O2 H2O O2
俗称双氧水,无色液体。家庭和医院用的消毒水就是其3%的溶液,它也是一种常用的消毒剂,药房均有购,每 100ml 大约1.30元。常温下较浓的溶液会缓慢分解成水和氧气,若与二氧化锰(MnO2)混合,会大大加快反应速度,迅速放出氧气(O2)。
二氧化锰(催化剂)
过氧化氢溶液
发生装置
收集装置
过氧化氢制氧气
1.实验室制氧气时,忘记加入二氧化锰,则( )
(A)不能产生氧气
(B)使氧气质量减少
(C)产生氧气的速率慢
(D)没什么变化
2.检验氧气的方法是 ( )
(A)用火柴点(B)用带火星木条接近气体
(C)闻气味 (D)用天平称量
3.收集氧气用( )
(A)向上排空气法 (B)向下排空气法
(C)排水法
(D)向上排空气法与向下排空气法
4.实验室中常用过氧化氢分解制取氧气。
(1)写出该反应的符号表达式。__________________
(2)为组装制氧发生装置,请你从下图中选择所需的仪器(填序号,下同)___________。装药品前应首先进行 __________________。
5.指出下列制取氧气装置图的错误。
A
B