3.2 制取氧气
学习目标
1.掌握用高锰酸钾制取氧气的原理、实验装置及操作步骤。2.明确实验室制取氧气一般思路及发生装置、收集装置的选择。
学习重点 1.实验室用高锰酸钾制取氧气的步骤及操作注意事项。2.实验室制取、收集气体装置的选择。
学习难点 实验室制取、收集气体装置的选择。
学习过程 备 注
【合作复习】(大约2分钟) 请写出实验室制取氧气的三个文字表达式。【自主学习】实验室制取氧气(大约15分钟)请仔细阅读课本P76- P77，完成下列问题：1.实验室用高锰酸钾制取氧气药品的状态是___ _ _，反应条件为___ _ _ 2.该实验的主要操作步骤有哪些？3.试管口为什么要略向下倾斜？4.实验时为什么要在试管口塞一团棉花？5.氧气为什么能用排水集气法收集？用排水法收集氧气时，何时是收集氧气的最佳时机？收集满氧气的集气瓶如何放置？还有其他收集氧气的方法吗？6.实验结束后，为什么先将导管移出水面再熄灭酒精灯？7.验满方法：⑴若用排水法收集氧气，如何判断气体已经集满？⑵如果用排空气法收集氧气如何验证已经集满？ 8.如何检验氧气？【合作交流】(大约8分钟) 交流自主学习中的问题【展示提升】(大约10分钟) 展示自主学习中的3、4、5、6问题【知识梳理】 一、实验室加热高锰酸钾制取氧气的药品的性质及原理1.药品：KMnO4（紫黑色）或KClO3（白色）和MnO2（黑色）2．反应条件：加热3.反应原理：①高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 ②氯酸钾氯化钾+氧气二、实验操作注意事项：①试管口略向下倾斜，防止水倒流，致使试管炸裂。②用高锰酸钾制氧气时，试管口应放一团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒随气流进入导管，堵塞导管，污染氧气。③试用排水法收集氧气时，导管伸到集气瓶口即可；用向上排空气法收集氧时，导管应伸入集气瓶中，接近瓶底部，便于排尽瓶中的空气。④检验：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，说明瓶内气体是氧气。⑤收集方法：用排水法（因不易溶于水）或向上排空气法（因氧气密度比空气大）。⑥验满：用排水法收集氧气 ( http: / / www.21cnjy.com )，当看到集气瓶口处有气泡向外逸出，说明瓶中集满氧气；用向上排空气法收集氧气时，验满时，将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，说明氧气已满。⑦操作步骤：组装仪器—检气密性—装药—固定—加热—收集—移导管—熄火⑧排水法收集完毕后，必须先将导管从水槽 ( http: / / www.21cnjy.com )中取出，然后再熄灭酒精灯。否则，水槽内水会倒吸入试管内，引起试管炸裂。集满氧气的集气瓶应用毛玻璃片盖住，正放在桌上。【课堂检测】(约5分钟)日期____ _整洁 成绩 （基础闯关）1. 下列说法中正确的是（ ）A.在过氧化氢催化分解的反应中，二氧化锰起催化作用B.氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生化学反应 C.工业上分离液态空气制氧气的过程属于化学变化 D.没有二氧化锰作催化剂，过氧化氢溶液就不会产生氧气2.实验室利用高锰酸钾制取氧气的主要步骤有：①固定装置 ②装入药品 ③加热 ④检查装置的气密性 ⑤用排水法收集 ⑥熄灭酒精灯 ⑦从水槽中移出导气管。其操作顺序正确的是（ ）A．④②①③⑤⑦⑥ B．②③①⑥④⑤⑦ C．①②③④⑤⑥⑦ D．⑥④①②⑦⑤③3.实验室制取氧气不正确的操作是（ ）A.装药品前检查装置的气密性 B．导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集气体 C.停止加热时，应先把导管移出水面，然后熄灭酒精灯 D.收集满氧气的集气瓶从水槽中取出后倒放在桌面上4.潜水艇里需要配备氧气的发生装置，以保证长时间潜航．下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水艇里供给氧气的反应是（ ）A．高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 B．水 氢气+氧气 C．过氧化钠+二氧化碳 碳酸钠+氧气 D．过氧化氢 水+氧气（中考链接）5.如右图所示，是某同学设计的用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图，根据图示回答有关问题：⑴指出图形中有标号的仪器的名称：① ；② ；③ ；④ ⑵指出图形中的明显错误：
； ；
； 。将错误改正后，进行实验：
⑶给试管加热的方法正确的是应先 ，然后 ，目的是 ⑷收集氧气最适宜的时刻是 时，其原因是 ⑸判断集气瓶收集满氧气的现象是
⑹收集氧气完毕，停止实验时，应先 ，后 ，否则会 。6.某校化学兴趣小组的同学根据实验室提供的仪器和药品，在老师的指导下从下图中选择装置进行了氧气的制备实验。 ( http: / / www.21cnjy.com )（1）写出仪器a的名称______。（2）甲同学从上图中选择B、E装置 ( http: / / www.21cnjy.com )的组合制取氧气，反应的文字表达式为__________________。在用橡皮管连接装置B和E中的玻璃导管时，应先把玻璃管口______，然后稍稍用力把玻璃管插入橡皮管。收集气体前，应将集气瓶装满______并盖上______。收集氧气还可选用的装置是______。（3）乙同学称取一定质量的KMnO4固体 ( http: / / www.21cnjy.com )放入大试管中，将温度控制在250 ℃加热制取O2，实验结束时，乙同学发现用排水法收集到的O2大于理论产量。针对这一现象，同学们进行了如下探究：【提出猜想】猜想Ⅰ：反应生成的MnO2分解放出O2；猜想Ⅱ：反应生成的K2MnO4分解放出O2；猜想Ⅲ：反应生成的K2MnO4和MnO2分解都放出O2。【实验验证】同学们分成两组，分别进行下列实验：第一组同学取一定质量的MnO2，在2 ( http: / / www.21cnjy.com )50 ℃条件下加热一段时间，冷却后测得MnO2的质量不变，则猜想______错误；第二组同学取K2MnO4在250 ℃条件下加热，没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该同学选择的实验方法是____________________________________________________________________________________。【拓展延伸】实验发现，KClO3固体加热制取O2的反应速率很慢，但如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热，则KClO3分解速率加快。请说明KMnO4在KClO3分解反应中是否作催化剂，为什么？__________________________________________________________________________________________________________________________。【实验反思】通过以上实验探究，你对“实验室制取氧气”还想探究的问题是__________________________________
课后反思：
加热
加热
通电
二氧化锰3.2制取氧气
学习目标
掌握实验室制取氧气的发生装置的选择、收集装置。
学习重点 掌握实验室制取氧气的发生装置的选择、收集装置。
学习难点 实验室制取气体的思路
学习过程 备 注
【合作复习】（约5分钟）默写实验室用过氧化氢溶液、高锰酸钾、氯酸钾制取氧气的文字表达式：1. 2. 3. 【自主学习】（约12分钟）一、实验室制取气体的思路：（一）药品的状态及反应条件：1.高锰酸钾和氯酸钾药品的状态为 ；反应条件 。2.过氧化氢溶液药品的状态为 ；反应条件 。（二）发生装置：1．用高锰酸钾或氯酸钾制氧气时，发生装置应该用A还是B，为什么？2．用过氧化氢溶液制氧气时，发生装置应该用A还是B，为什么？3.总结：选择发生装置需要考虑哪些因素？（三）收集方法选择的依据：1.可以用排水法收集氧气吗？原因是什么？ 排水法收集的氧气的优点和缺点是什么？2.可以用哪种排空气法收集氧气？原因是什么？排空气法收集的氧气的优点和缺点是什么？3.总结：选择收集方法需要考虑哪些因素？4.若用右图所示的A装置收集密度比空气大的气体，则气体从 端通（填“a”或“b”）；收集密度比空气小的气体，则气体从 端通（填“a”或“b”）。若用右图所示的Ｂ装置收集密度比空气大的气体，则气体 ( http: / / www.21cnjy.com )从 端通（填“c”或“d”）；收集密度比空气小的气体，则气体从 端通（填“c”或“d”）。若用右图所示的Ｃ装置收集气体，则气体从 端通（填“e”或“f”）。二、氧气的工业制法 阅读课本P78，完成下列问题。工业上采用什么方法制取氧气？该方法是物理变化还是化学变化？【合作交流】（约10分钟） 交流自主学习中的一。【展示提升】（约8分钟） 展示自主学习中的一。【课堂检测】（约5分钟）日期_______整洁_________成绩________（基础闯关）1.CO是大气污染物之一，CO的密度与空气的密度相当，难溶于水，通常条件下难与氧气反应。实验室收集CO的装置是（ ）A. B. C. D.2.化学是一门以实验为基础的科学，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题： A B C D E(1)写出指定仪器的名称① ② (2)实验室用氯酸钾制取氧气时，可选用的发生装置是 ；可用的收集是 或 (填字母代号)，反应的文字表达式是 , 属于的基本反应类型是 。(3)实验室可用B装置制取氧气时该反应的文字表达式为 。（中考链接）3．结合下列图示装置，回答有关问题。⑴写出编号所指仪器的名称a ；b 。用A装置制取氧气的一个文字表达式为 。若A装置中加入高锰酸钾来哦住氧气时还需要的一种用品为 。⑵实验室中，用加热高锰酸钾的方法制取氧 ( http: / / www.21cnjy.com )气，发生装置可选用 (填标号)；用向上排空气法收集氧气，用带火星的木条放 ，观察木条复燃。⑶在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气时，其中二氧化锰起 作用，发生反应的文字表达式为 。⑷若选用A装置制备气体时应考滤的因素是 。⑸乙炔又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体；工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属；实验室用电石（固体）与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是__________；收集装置是_____________。4.请你用已经掌握的实验室有关气体制取和净化等知识回答下列问题：
⑴写出上图中a、b仪器名称：a ，b ⑵实验室用高锰酸钾制取氧气时，可选用的发生 ( http: / / www.21cnjy.com )装置 （填装置代号），试管口塞一团棉花的目的是 。如用C装置收集氧气，如何确定气体已经收集满 ，实验结束时的正确操作顺序为：先 后 ，写出该反应的文字表达式： ( http: / / www.21cnjy.com ) ⑶如右图装置既可以用于排空气法又可以用于排水法收集气体。无论瓶内装满空气还是装满水，收集气体时，制得的气体都从b端进入，该气体是_____(填序号)。 A.O2 B.CO2 C.H2
课后反思：
向上排空气法 向下排空气法3.2 制取氧气
学习目标
1.了解实验室用过氧化氢制取氧气的反应原理。2.认识催化剂和催化作用。
学习重点 1.实验室用过氧化氢制取氧气的反应原理。2.催化剂的概念及催化作用。3.分解反应的概念与应用。
学习难点 1.理解催化剂的概念及催化作用。2.掌握分解反应的概念及其应用。
学习过程 备注
【合作复习】(大约3分钟) 写出下列反应的文字表达式：⑴碳在氧气中燃烧_____________________________________ ⑵铜在空气中加热变黑_________________________________ ⑶铁丝在氧气中燃烧___________________________________ ⑷镁带在空气中燃烧___________________________________ ⑸硫在空气中燃烧_____________________________________ ⑹磷在空气中燃烧_____________________________________⑺铝在氧气中燃烧____________________________________ ⑻蜡烛在空气中燃烧_______________________________【自主学习】(大约14分钟)氧气的实验室制法1.请阅读P75、P77和P78写出实验制取氧气的文字表达式。并归纳其反应的类型。2.请阅读P7３—P7４，结合教师演示实验填写P7４上的表格的内容。实验室用过氧化氢溶液制取氧气药品有什么特点？ 3.什么叫催化剂 并画出关键字词。同时归纳催化剂的特点是什么？它在反应中起什么作用？4.如何证明某物质在化学反应中是催化剂？【跟踪训练】学校化学兴趣小组知道二氧化锰能做过氧化氢分解的催化剂后，再想探究其他一些物质如：氧化铝是否也可以做过氧化氢分解的催化剂。1.问题：氧化铝能不能做过氧化氢分解的催化剂呢？2.猜想：氧化铝能做过氧化氢的催化剂。3.实验验证：实验步骤（实验一）____________________________（实验二）在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量的氧化铝，然后将带火星的木条伸入试管中。实验现象（实验一）木条不复燃。（实验二）木条复燃。实验结论（实验一）常温下过氧化氢溶液不易分解。（实验二）________________________________.4.结论：氧化铝能加快过氧化氢的分解速率，故氧化铝能做过氧化氢分解的催化剂。5.讨论与反思：经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明氧化铝能做过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究试验。试验目的：探究________________________________.实验步骤：①准确称量氧化铝（少量）的质量； ( http: / / www.21cnjy.com )②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管中的物质进行过滤，洗涤________________，称量；④对比反应前后氧化铝的质量。讨论：如果氧化铝在反应前后质量不变，则说明氧化铝可以作过氧化氢分解的催化剂。6.有的同学认为上述实验还 ( http: / / www.21cnjy.com )未能证明氧化铝就是过氧化氢分解的催化剂，还需要补充一个探究试验。试验目的是探究________________________________.【合作交流】(大约8分钟) 交流自主学习中的问题【展示提升】(大约10分钟) 展示自主学习中的问题【知识梳理】 3.2 制取氧气反应原理①过氧化氢水+氧气②高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气③氯酸钾 氯化钾+氧气催化剂：一变二不变 注意①改变包括加快或减慢；②催化剂不影响生成物的质量； 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【课堂检测】(约5分钟) 日期____ 整洁 成绩 (基础闯关)1.关于催化剂的说法正确的是 （ ） A.用等质量的氯酸钾和高锰酸钾分别制取氧气，前者生成氧气多是因为加入了二氧化锰 B.催化剂不参加化学反应 C.催化剂能改变其它物质的化学反应速度D.二氧化锰是所有化学反应的催化剂 2.下列化学反应中，属于化合反应的是 ( http: / / www.21cnjy.com ) （填序号，下同）只属于氧化反应不属于化合反应的是 。属于分解反应的是 。① 碱式碳酸铜 加热 氧化铜＋水＋二氧化碳 ②乙炔＋氧气 点燃 二氧化碳＋水③ 镁＋氧气 点燃 氧化镁 ④ 水 通电 氢气 ＋ 氧气（中考链接）3.某研究性学习小组选择“H2O2 ( http: / / www.21cnjy.com )生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关．
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中，分别加入相同质量的MnO2和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需的时间．
【进行实验】右图是他们进行实验的装置图，
Ⅰ气体发生装置中仪器a的名称 此实验中B处宜采用的气体收集方法是 _ 。【实验记录】
( http: / / www.21cnjy.com )
Ⅱ【结论】该探究过程得出的结论是 Ⅲ【反思】H2O2在常温下分解缓慢 ( http: / / www.21cnjy.com )，加入MnO2或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 是否改变？H2O2生成O2的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。（只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案） 。4.学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢？于是进行了以下探究．
【猜想】Ⅰ．CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ．CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ．CuO是反应的催化剂，反应前后__ ____．
【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
（1）填写下表：步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦现象结论带火星的木条复燃． 溶液中有气泡放出，且
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立．（2）步骤①的目的是______．
（3）步骤④需用到的实验仪器有：铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、______．5.小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化 ( http: / / www.21cnjy.com )氢分解的催化剂”这一命题.她设计并完成了下表所示的实验.
（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格.
实验操作实验现象实验结论或总结结论总结实验一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条有气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气,但是 ( http: / / www.21cnjy.com ) 。反应的文字表达式为： 。二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂实验二向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条没有明显现象 实验三 二氧化锰能加快过氧化氢的分解（2）在小丽的探究实验中,实验一和实验二起得作用是____________
（3）小英同学认为仅有上述实验还不能完全得出表内的总结,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对命题的实验证明.
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是________________________.
第二方面的实验是利用实验三反应后试管内剩余物继续试验,接下来的实验操作、现象和结论是________________________
加热
