2023-2024学年沪教版（全国）第2章 身边的化学物质基础 实验1 氧气的制取与性质 学案（含答案）

第2章 身边的化学物质
基础实验1　 氧气的制取与性质
【学习目标】
1、掌握氧气的物理性质和化学性质
2、能描述氧气与木炭、铁、蜡烛反应的实验现象，会写反应的文字表达式
3、理解氧化反应、氧化物的概念
【学习重点】
氧气的化学性质、氧化物的概念
【学习难点】
1、培养学生主动观察、思维、动手实验能力、语言表达的完整和准确性。
2、培养学生对知识与生活密切联系的意识
【学习准备】
仪器、药品：制取好的氧气若干2瓶、锥形瓶（带导管、塞子）、长颈漏斗、锥形瓶、水槽、火柴、酒精灯、药匙、镊子、坩埚钳、木炭、铁丝、蜡烛、双氧水、二氧化锰、砂纸
【学习过程】
一、课前学习
（一）氧气的制取
1.制取氧气的原理：
①氯酸钾法
2KClO3 2KCl+3O2↑
②高锰酸钾法
2KMnO4 2K2MnO4+MnO2+O2↑
③过氧化氢法
2H2O2 2H2O+O2↑
2. 收集方法：
(1)因为氧气不易溶于水，因此可采用排水法。
(2)因为氧气的密度大于空气，因此可采用向上排空气法。
3．检验方法：把带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则为氧气。
4．验满方法：
(1)向上排空气法收集时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已经集满。
(2)排水法收集时，当气泡从集气瓶口冒出时，说明瓶内氧气已满。
5．操作步骤：组装仪器，检查气密性，加药品(先加固体，后加液体)，收集，验证，验满，装瓶。
6．注意事项：
(1)长颈漏斗下端要插到液面以下，防止O2从漏斗逸出。
(2)向上排空气法收集O2时，导管要伸到集气瓶底，尽量排净空气，收集的O2较纯净；用排水法收集时要等到气泡连续均匀冒出时再开始收集。
(3)收集完O2的集气瓶应正(填“正”或“倒”)放在实验台上，否则会造成O2的逸出，因为O2的密度比空气密度大。
（二）氧气的性质
1. 木炭在空气中燃烧，发 红 光，放出热量，生成的气体能使澄清的石灰水变 浑浊 .
2. 铁丝在氧气中剧烈 燃烧 ， 火星四射 ，生成 一种黑色固体 .
二、预习展示
1.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
9.实验室制取氧气时，一般采用排水法进行收集。下列说法正确的是( )
A. 在导管口放出气泡时，即刻进行收集 B. 集气瓶收集氧气后，从水槽中移出，盖上玻璃片
C. 实验结束时，应先将导气管移出水面，再熄灭酒精灯 D. 由于氧气不溶于水，因此可用排水法收集氧气
3. 可以用排水法收集氧气的依据是( )
A. 氧气的密度比空气略小 B. 氧气易溶于水，但不和水反应
C. 氧气密度比空气略大 D. 氧气不易溶于水，且不和水反应
4. 下列是某位同学对阶段学习的有关内容的归纳：①工业上采用分离液态空气法制取氧气；②氧气不易溶于水，故可以用排水法收集；③物质与氧气的的反应都属于氧化反应；④制取任何气体之前应先检查装置的气密性；⑤氧气的用途很多，比如可以做燃料；⑥分子和原子的本质区别是分子可分，原子不可分。该同学归纳正确的是 （ ）
A. ①②④ B. ①②③④ C. ②③④⑥ D. ①②③④⑤⑥
5.根据下图回答问题。
(1)实验室制取二氧化碳，选用的发生装置是________(填序号)。
(2)用装置B制氧气，其反应的化学方程式是________
(3)用装置D收集氧气时，下列实验操作正确的是________(填序号)。
a．加热前，将集气瓶装满水，用玻璃片盖住瓶口，倒立在盛水的水槽中
b．加热后，观察到水中导管口开始有气泡时，立即收集气体
c．待集气瓶里的水排完后，在水面下用玻璃片盖住瓶口，移出水槽正放 在桌面上
参考答案：
1.A2.C3.D4.B 5.(1). A (2). 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ (3). ac
我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
三、课内学习，合作探究，展示汇报：
目标一：氧气的制取
一、加热高锰酸钾制取氧气
1．反应原理：
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
2.实验装置与步骤：
操作步骤 操作方法及注意事项
检查装置气密性 将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡放出，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞
药品装入试管 按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花，防止固体颗粒随氧气进入水槽或堵塞导管
将试管固定在铁架台上 试管口略向下倾斜
点燃酒精灯加热 先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热
排水法收集氧气 集气瓶内装满水，不留空气泡，当导管口产生均匀、连续的气泡时才开始收集，集气瓶中的水排尽，则氧气已收集满
收集完毕导管撤离水槽 也可以移开水槽
熄灭酒精灯 当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水会倒流入试管，使试管炸裂
3．注意事项：
①药品要平铺在试管底部，使其均匀受热；
②铁夹要夹在距离试管口1／3处或试管的中上部；
③导管不宜伸入试管过长，不利于气体导出；
④试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管破裂；
⑤如果实验所用药品为高锰酸钾，通常要在试管口塞上—团棉花，以防止加热时高锰酸钾随氧气进入导气管；
⑥排水法集气时，当气泡连续且均匀冒出时再收集，否则收集的气体混有空气；氧气收集后，集气瓶应正放在桌面上。
⑦排水法集气时，实验结束后，应先移出导气管，后撤离酒精灯，以防止水倒流造成试管破裂。
目标二　氧气的性质
1. 木炭在氧气里燃烧
现象：燃烧更旺，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
[小结] 进行木炭在氧气中燃烧的实验时，注意将木炭由瓶口向下缓慢插入，防止因过快伸入集气瓶底部，而使中上层氧气逸出集气瓶外，导致木炭熄灭。燃着的木炭应保持在集气瓶的中央，不要靠近瓶壁，以免使集气瓶炸裂。
2. 蜡烛在氧气里燃烧
（1）蜡烛在空气中燃烧的现象
现象：发黄光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
（2）蜡烛在氧气中燃烧的现象
现象：火焰更明亮，发白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
3. 细铁丝在氧气里燃烧
现象： 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体。
【小结】：点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴快燃尽时，插入装有氧气的并事先盛有少量水集气瓶中；
【课堂小结】
加热高锰酸钾制取氧气
（1）实验原理：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化碳+氧气
（2）实验装置：
①发生装置的选项依据：反应物状态、反应条件
②收集装置的选择依据：密度、在水中溶解性
（3）操作步骤：查 装 定 点 收 离 熄
（4）收集方法：排水法、向上排空气法
（5）验满方法：带火星的木条放在瓶口，看是否复燃
2.氧气的化学性质
（1）碳+氧气二氧化碳
（2）铁+氧气四氧化三铁
【问题讨论】
1.制取氧气前，为什么要检查实验装置的气密性？
2.加热高锰酸钾制取氧气时,为什么试管口要略向下倾斜 为什么要在试管口塞一团蓬松的棉花
3.当加热试管后不久,导管口就有气泡冒出,此时是否要立即开始收集 为什么 当氧气收集完毕后,为什么必须先将导管移出水面后再熄灭酒精灯
4.进行铁丝在氧气中燃烧实验,为什么要在集气瓶内留少量水或加一层细沙
参考答案：
1.因为如果装置漏气,就收集不到所需要的氧气。
2.加热高锰酸钾制取氧气时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂热的试管。在试管口塞一团蓬松的棉花是防止高锰酸钾粉末进入导管。
3.不要立即收集,因为开始冒出的气泡不是氧气而是试管里面的空气。当氧气收集完毕后,若先熄灭酒精灯,试管内压强会减小,水槽内的水会被压入热的试管内,炸裂试管。
4.防止铁丝燃烧后,生成的炽热的物质溅落炸裂瓶底。
【达标检测】
1.实验室制取氧气时, 下列操作错误的是（ ）
A. 导管口刚有气泡冒出时, 为了不浪费氧气, 立即收集
B. 加热时,先预热, 再对着试管中药品部位集中加热
C. 固定试管时, 试管口稍向下倾斜
D. 固定试管时, 铁夹夹在离试管口1/3处
2.实验室用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集的主要操作步骤如下：①点燃酒精灯，先使试管均匀受热，然后对准药品部位加热；②将药品装入试管，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；③收集完毕，将导管从水槽中取出；④检查装置的气密性；⑤用排水法收集氧气；⑥将试管固定在铁架台上；⑦熄灭酒精灯。其中正确的操作顺序是 （ ）
A. ②④⑥①⑤⑦③ B. ②④⑥①⑤③⑦ C. ④②⑥①⑤⑦③ D. ④②⑥①⑤③⑦
3.实验室用100g溶质质量分数20%的双氧水与一定质量的二氧化锰混合制取氧气，为使反应慢点进行而又不影响生成氧气的质量，则下列操作不能达到目的是( )
A. 逐滴加入双氧水 B. 加水稀释 C. 减少双氧水的用量 D. 降低温度
4..如图是实验室用加热高锰酸钾制取氧气的实验装置图．请据图回答问题．
(1)试管中棉花的作用是________；
(2)什么时候才能收集气体？________ ;
(3)停止加热前先将导管从水中移出的原因是________ ．
5.实验室常用下列装置来制取氧气：
（1）写出图中有标号仪器的名称：a________、b________；
（2）用双氧水和二氧化锰来制取氧气时，可选用的发生装置是________（填序号），其中二氧化锰起________作用，反应的符号表达式为________；
（3）用高锰酸钾制取氧气，可选用的装置是________（填序号），要在试管塞一团棉花，目的是________，发生反应的文字表达式为________；
（4）收集氧气时不宜用D装置，其原因是________；
（5）用C装置收集氧气的优点是________。
参考答案：
1.A 2.D 3.C 4.(1). 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 (2). 导管口气泡连续、均匀冒出时 (3). 防止试管温度降低，试管内气压降低，水槽中的水倒流入热的试管引起试管炸裂
的试管引起试管炸裂。
5. (1). 酒精灯 (2). 铁架台 (3). B (4). 催化 (5). H2O2H2O+O2 (6). A (7). 防止粉末堵塞导管 (8). 高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (9). 氧气密度大于空气 (10). 纯度更高