课题3 制取氧气（37张PPT）

课件37张PPT。课题3
制取氧气一、实验室制取氧气
1.加热高锰酸钾制取氧气：
(1)反应原理(用文字表达式表示)：
____________________________________。
(2)制取装置。
①发生装置。高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气【微点拨】
用高锰酸钾制取氧气时，为了防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管，要在试管口塞一团棉花。②收集装置。
a.A为___________法，原因是氧气的密度_________。
b.B为_____法，原因是氧气_____溶于水。向上排空气比空气大排水不易2.分解过氧化氢制取氧气：
(1)实验探究——“分解过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰
的作用”。
①探究过程。
a.在试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸
入试管，观察到：带有火星的木条_________。
b.向上述试管中加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试
管，观察到：过氧化氢溶液中_________，带有火星的木条
_____。不能复燃产生气泡复燃c.待上述实验中的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶
液，把带火星的木条伸入试管，观察到：过氧化氢溶液中___
_______，带火星木条_____。多次实验后，把二氧化锰洗净、
干燥，再称量，与实验前的质量_____。产生气泡复燃相等②实验结论：二氧化锰能_____过氧化氢分解，且二氧化锰在反应前后的_______________不变。
③反应原理：___________________________。
(2)催化剂和催化作用。
①催化剂(又叫触媒)：在化学反应里能_____其他物质的化学反应速率，而本身的_______________在反应前后都没有发生变化的物质。
②催化作用：_______在化学反应中所起的作用。
(3)分解反应：由___________生成_______________________的反应。加速质量和化学性质过氧化氢 水+氧气改变质量和化学性质催化剂一种反应物两种或两种以上其他物质3.加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气。
反应原理：_________________________(用文字表达式)。
二、氧气的工业制法
1.原理：利用液态氧和液态氮的_____不同。
2.过程： 氯酸钾 氯化钾+氧气氮气沸点1.判断正误：
（1）氧气的密度比空气大，所以可以用向上排空气法收集。
（ ）
提示：氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集。
（2）收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。( )
提示：由于氧气的密度比空气大，收集满氧气的集气瓶应正放在桌面上，可使氧气从瓶口逸出的速率减慢。√√（3）催化剂只能加快其他物质的化学反应速率。（ ）
提示：催化剂概念中的“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义。
(4)工业制取氧气时，发生的是化学变化。（ ）
提示：工业上制取氧气是利用了氮气与氧气的沸点不同，该过程中只是物质的状态发生了改变，由于没有其他物质生成，故发生的是物理变化。××2.某学生在实验室设计了五种制取氧气时使用药品的方案，其中可行的是(　　)
①用氯酸钾和二氧化锰混合加热　②将氯酸钾加热　③将高锰酸钾加热　④将高锰酸钾和氯酸钾混合加热　⑤将二氧化锰加热
A.①②③ B.③④⑤
C.①③④ D.②③⑤【解析】选C。实验室制取氧气可以直接加热高锰酸钾也可以加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，由于高锰酸钾能分解生成二氧化锰，所以高锰酸钾和氯酸钾混合加热也可用于实验室制取氧气。3.在实验室常用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，该反应的文字表达式为____________________________，其中二氧化锰在反应中的作用是__________________________；在制取过程中，可用________和向上排空气法收集氧气；若用排空气法收集，检验氧气集满的方法是___________________，该方法是利用了氧气的____________性质。【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能生成水和氧气，在此反应中，二氧化锰起到了催化作用，氧气不易溶于水，可以使用排水法收集，氧气的密度比空气大，可以使用向上排空气法收集，氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，利用此性质，可以检验氧气是否收集满。
答案：过氧化氢 水+氧气
催化作用　排水法　将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已经集满　助燃要点一 实验室三种制取氧气方法的比较 【特别提醒】
三种制取氧气的方法中，双氧水与二氧化锰混合制氧气的反应装置最简单，不需要加热，更符合绿色化学的特点。 【示范题1】老师为同学们提供了如下实验装置：(1)写出仪器a、b的名称。a是________，b是________。
(2)组装仪器时，将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，要先把玻璃管口________，然后稍稍用力旋转，将其插入。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是____(填字母代号，下同)，若要收集较纯的氧气，可选用的装置是____________________________。
(4)①实验室也可以选用过氧化氢溶液和二氧化锰在装置B中制取氧气，文字表达式为________________________。若选用C做发生装置，你认为选用装置C的优点是_______________。
②也可以将注射器连接到装置B的导管口处，用来_________。【解析】(1)仪器a、b分别是酒精灯和锥形瓶。(2)将玻璃管插入胶皮管或带孔橡胶塞前，要先把玻璃管口用水润湿，起润滑作用，便于连接。(3)用高锰酸钾制氧气只需要加热，属于固体加热型，故选发生装置A；氧气不易溶于水且不与水反应，因此能用排水法收集较纯净的氧气。(4)①过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气，用注射器C替换装置B中的长颈漏斗来制氧气，优点是：通过控制加入过氧化氢溶液的速率，从而控制生成氧气的速率；②注射器还可用于检查装置B的气密性，首先向锥形瓶中加入少量水至浸没长颈漏斗下端管口，将注射器连接到装置B的导管口处，缓慢拉动注射器的活塞，观察到长颈漏斗下端管口有气泡产生，表示装置气密性良好。答案：(1)酒精灯　锥形瓶　(2)用水润湿
(3)A　F　(4)①过氧化氢 水+氧气
通过控制加入过氧化氢溶液的速率，从而控制生成氧气的速率　②检查装置的气密性【知识归纳】排空气法和排水法收集气体的比较
用排空气法和排水法虽然都能收集到氧气，但两种收集方法各有利弊。
(1)排水法比排空气法收集的气体纯净，但含有一定的水蒸气，气体不干燥。
(2)排空气法收集的气体会含有一定的空气，不纯净，但收集到的气体比较干燥。要点二 理解催化剂的常见思维误区
误区1.催化剂只能加快化学反应速率
正析：催化剂能改变化学反应速率，“改变”包括加快和减慢。如塑料抗老化剂则是减慢老化速率的催化剂。
误区2.催化剂反应前后性质不变
正析：催化剂在反应前后只是化学性质不变，物理性质可能发生改变。误区3.没有催化剂，反应就不能发生
正析：没有催化剂，并不意味着反应不能发生，只是反应速率发生变化。
误区4.加入催化剂之后，生成物的质量增加
正析：催化剂不改变生成物的质量，生成物的质量由反应物的质量决定。
误区5.一种反应只需要一种催化剂
正析：同一化学反应可以有不同的催化剂；不同的化学反应可采用同一催化剂。【示范题2】小雨阅读课外资料得知：双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂，于是她对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂？它是否比二氧化锰催化效果更好？【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准，设计了下列三组实验(其他可能影响实验的因素均忽略)。(1)上述实验应测量的“待测数据”是_______。
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更________(选填“大”或“小”)，说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(3)从实验②反应后的固体中分离出氧化铜，若称得质量为
0.5 g，再将该黑色粉末放入试管中，加入____________，若观察到______________________，说明黑色粉末的化学性质在反应前后保持不变。【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是
__________________________________。【解析】(1)本题的实验目的是证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，所以“待测数据”是收集等量氧气所需时间；(2)如果氧化铜能加快氯酸钾的分解速率，实验②比实验①所用时间短；(3)实验②反应后的固体只有氧化铜，而且正好是加入的氧化
铜的量，我们可以向试管中倒入适量的双氧水，观察到大量气泡，说明氧化铜有催化作用；实验③和实验②对比的目的是探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好。答案：【设计实验】(1)收集等量氧气所需时间　(2)小
(3)适量双氧水(过氧化氢溶液)　大量气泡产生
【评价设计】探究氧化铜和二氧化锰哪一个催化效果好【备选习题】实验室用氯酸钾制取氧气时下图各图像中能正确表示反应中MnO2在固体混合物中质量分数a%随时间t变化的是(提示：参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质质量总和)(　　)【解析】选B。催化剂能改变其他物质的反应速率，催化剂的特点是在反应前后质量和化学性质都没有发生变化。由题意，根据氯酸钾 氯化钾+氧气，由于随着反应的进行，固体混合物的质量逐渐减少，而MnO2的质量不变化，故随着反应的进行，MnO2在混合物中质量分数a%随时间t变化而不断增加，但当反应完成后，其质量分数不变。故选B。1.下图为实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置图，请指出图中的错误之处，并将修改建议写在横线上。(1)____________________________________________；
(2)____________________________________________；
(3)____________________________________________；
(4)____________________________________________；
(5)____________________________________________。提示：(1)酒精灯中酒精不能超过酒精灯容积的三分之二。
(2)酒精灯应用外焰加热。
(3)试管口应向下倾斜。
(4)集气瓶中导管只需伸到集气瓶口。
(5)试管口应塞一团棉花。2.结合催化剂的概念，将其特点填入图中。提示：催化剂的特点可概括为“一变”“两不变”。“一变”是指催化剂可以改变化学反应速率，包括加快和减慢化学反应速率两层含义；“两不变”是指作为某个反应的催化剂，本身在其反应前后质量和化学性质没有变。