第三节 氧气--氧气制取（59张PPT）

钟罩实验回顾和继续分析
该实验的实验原理：_____________
现象：_______________________
_______________________
原因：_______________________
_______________________。
结论：___________________________________。
若水面上升不高，则可能的原因是（至少两点）：
______________、 ______________。
此实验说明剩余气体有哪些性质（至少两点）：
______________、________________。
红磷燃烧，产生大量白烟，
同时钟罩内水面上升约1/5
红磷燃烧，消耗掉氧气，瓶内
气压降低，水位上升
空气是混合物，氧气约占空气总体积的1/5
气密性不好 红磷不足
不支持燃烧 不易溶于水
氧气的助燃性
做一做：
1、空气的主要成分是 和 。证明空气成分的 科学家是 。
空气中 能使带火星的木条复燃， 使澄清石灰水变浑浊， 能用来制炸药，
能制成各种用途的光源。
氧气
氮气
拉瓦锡
氧气
二氧化碳
2、空气中含量最多的气体是 。
氮气
氮气
稀有气体
3.造成大气污染的有害气体是 （ ）
A.氮气、氧气 B.稀有气体、二氧化碳
C.一氧化碳、二氧化硫 D.氮气、二氧化碳
C
第三节 氧气
3、我们在生活中会看到下列现象：
（1）、钢铁会 。
（2）、食物时间长会 。
（3）、橡胶、塑料制品时间长会 。
生锈
腐烂
老化
1、从液态空气中分离
原理：空气中各气体的沸点不同
设备与生产工艺要求是极高
2、水电解
原理：
此方法优点：原料易得
缺点：需要消耗大量的电能，成本较高
因为氧气大量用于工业、医疗、科研、航天航海等各方面，所以需要工业上大量生产氧气。氧气的工业制法要符合大量产出氧气时具有经济效益的要求，从长期生产过程来考虑，要求其生产流程先进，生产过程连续，使用原料廉价，不产生废物质污染环境等等工业生产因素，所以工业制氧气选择分离液态空气。这个过程中所需达到的压力约为3×104kPa,温度约为－150℃以下,可见设备与生产工艺要求是极高的，设备的投资是很高的。但原料是取之不尽、用之不完的空气。且在分离出氧气的同时，还可将空气中的氮气、各种稀有气体等一一分离出来，同时作为产品满足对这几种气体的应用需求。
而实验室制备氧气，就不可能应用这类条件要求极高的方法，所以一般都选用特定的化学反应来生成，其对于所选的反应也有多方面的要求：一是该化学反应能产生氧气，但所需的反应条件容易达到；二是该反应所需装置均是常用仪器可连接而成的；三是该反应生成的气体只有氧气，很容易从其他的生成物中分离出来而不带有杂质；四是该反应易于操作且实验速率容易控制等等。所以实验室制氧气，所需原料（药品）价格一定比这种气体的工业制法昂贵，但获得这种气体的方法与反应条件一定比工业制法容易与简单。
在实验室中获得氧气——氧气的实验室制法
分解
过氧化氢（H2O2）
高锰酸钾（KMnO4）
紫黑色晶体
氯酸钾（KClO3）白色晶体
制取氧气
家庭和医院用的消毒水就是其3％的溶液，它是一种常用的消毒剂， 药房均有购，每 100ml 大约1. 80元。
但高浓度时，对组织有刺激和腐蚀性。
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）。
过氧化氢（H2O2 ）
加热
+水
氧气
放出氧气速度慢
放出氧气速度快而剧烈
活动与探究
氧气
+水
放出氧气速度非常慢


仪器、
药品

实验步骤 观察现象
结论（有无氧气产生）
文字表达式

有无气泡产生 带火星的木条是否复燃


试管
试管夹
滴管
酒精灯
火柴
木条
药匙
二氧化锰
过氧化氢 [实验1]
在试管中加入3
ml5%的过氧化氢溶液，不加热
[实验2]
将实验1中试管内的过氧化氢溶液加热

[实验3]
另取3ml5%的过氧化氢溶液，加入二氧化锰固体
想一想，为什么！
二氧化锰
实验5：在试管中加入一小块猪肝，再加入少量的5%的双氧水，你观察到的现象是？
步骤 现象 结论 文字表达式
[实验4]
待实验3的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，但不加二氧化锰，也不加热，观察现象
1、一个不能发生的反应加了催化剂就能反应了吗？
2、催化剂一定是加快反应速度吗？其作用是什么？
3、是否所有的反应都需催化剂？
4、二氧化锰就是催化剂，催化剂就是二氧化锰吗？
5.催化剂参加反应，说法正确吗？
1、二氧化锰－催化剂
特点：
改变其它物质的反应速率
本身的质量
化学性质
在化学反应里能改变（加快或者减慢）其他物质的化学反应速度，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有变化的物质叫催化剂。
催化剂具有选择性，不是万能的也不是唯一的。
2、用过氧化氢制氧气
（最好的方法）
a原理：
思考：下面这样的装置是我们常用的利用双氧水制备
氧气的装置，与刚才我们所用的装置有什么不
同？有什么优点？
2、用过氧化氢制氧气
锥形瓶
分液漏斗
二氧化锰（黑色）
H2O2
活塞
b实验装置
双孔橡胶塞
导管
气体收集装置
集气瓶
水槽
H2O
导管
橡皮管
气体发生（制备）装置
2、用过氧化氢制氧气
锥形瓶
分液漏斗
二氧化锰（黑色）
H2O2
活塞
b实验装置
双孔橡胶塞
气体发生（制备）装置
导管
气体收集装置
集气瓶
水槽
H2O
橡皮管
注意：分液漏斗下端管口、出气口、导管口伸出长短。
气体收集装置
排水集气法适用于难溶或微溶于水，且常温下不与水发生反应的气体。
氧气、氢气、氮气……
向上排空气法
氧气密度比空气大。
怎样收集一瓶干燥的氧气？
收集装置的选择依据：
气体的水溶性及气体的密度。
用集气瓶（或试管）收集气体

1、凡是不溶于（或不易溶于）水且不与水反应的气体，可以用排水法收集。
2、凡是密度大于空气，且不与空气中的任何成分发生反应的气体，可以用向上排空气法收集。
3、凡是密度小于空气，且不与空气中的任何成分反应的气体，可以用向下排气法收集。
根据以上原则，氧气可以用向上排空气法或排水法收集。收集在集气瓶中的氧气，盖好玻璃片正放在桌面上，这当然是因为氧气的密度略大于空气的原故。如果收集到像氢气那种密度小于空气的气体，则盖好玻璃片的集气瓶应倒放在桌面上。
排水法收集
一. 适用范围
不易溶解于水的气体
二. 优点
1. 易于收集到较纯的气体
2. 便于观察气体是否已经收集满
三. 缺点
收集不如排空气法方便
向上排空气法
一. 适用范围
密度比空气大的气体
二. 优点
操作较为方便
三. 缺点
1. 较难判断气体是否已经收集满
2. 收集到的气体可能不纯
导管
集气瓶
毛玻璃片
向下排空气法
一. 适用范围
密度比空气小的气体
二. 优点
操作较为方便
三. 缺点
1. 较难判断气体是否已经收集满
2. 收集到的气体可能不纯
检验氧气收集满的方法：
将带火星的木条放在瓶口，木条复燃，证明是氧气已经收集满了。
以下气体选择哪种收集方法好？

氢气？二氧化碳？氧气？氮气？
2、用过氧化氢制氧气
c实验过程
（1）连接装置：
先左后右，由下而上
2、用过氧化氢制氧气
c实验过程
（1）连接装置
（2）检查装置的气密性：

连接好装置，在活塞关闭的情况下，向分液漏斗中注入水，将导气管伸入水中，然后控制活塞（反手操作）将水滴入锥形瓶中，若导气管中有连续的气泡冒出，说明装置的气密性良好。
2、用过氧化氢制氧气
c实验过程
（1）连接装置：
（2）检查装置的气密性：
（3）制备：
将少量黑色的二氧化锰粉末加入锥形瓶中，在活塞关闭的情况下，向分液漏斗中注入过氧化氢溶液，然后控制活塞缓缓地将过氧化氢溶液滴入锥形瓶中。
2、用过氧化氢制氧气
c实验过程
（1）连接装置：
（2）检查装置的气密性：
（3）制备
（4）收集
用排水法收集所产生的气体：
集气前，要给集气瓶装满水，不能留有气泡，用毛玻璃片的磨砂面盖住瓶口，把瓶倒置于水槽中。
集气时，将玻璃片移开，待气泡均匀连续冒出时（刚开始排出的是试管中的空气），把导气管插至集气瓶口，当有气泡从集气瓶口往外冒出时，证明气体已满，这时在水下用毛玻璃片盖住瓶口，将集气瓶从水槽中取出，正放在桌面上。
2、用过氧化氢制氧气
c实验过程
（1）连接装置：
（2）检查装置的气密性：
（3）制备
（4）收集
（5）检验氧气收集满的方法：
将带火星的木条放到集气瓶口，若木条复燃，说明已收集满。
小结：
氧气的实验室制法
分解过氧化氢溶液
氯酸钾 化学式KClO3
无色晶体或白色颗粒或粉末。易溶于水中．温度在熔点以上时分解为氯化钾和氧气。
　有氧化性可作氧化剂。
　制氧原料。
　炸药原料。
　制药。
密封阴凉保存。不宜在日光下长时曝晒，并防止与有机物和其他易氧化物接触。
以二氧化锰为催化剂，加热氯酸钾
1原理：
KMnO4 高锰酸钾 ?深紫色近乎黑色、有金属光泽的晶体。加热到240℃以上?，分解放出氧气。高锰酸钾溶液不稳定，在中性或弱碱性溶液中，或在不见光的条件下分解较慢。??高锰酸钾是强氧化剂，它与还原剂的反应会因溶液酸度的不同而变化。???它的氧化性还被用于消毒，用作杀菌剂、木材防腐剂、漂白剂。例如，很稀的高锰酸钾溶液可用来对水果?、蔬菜杀菌和对食具进行消毒。
加热高锰酸钾：
试管
洒精灯
铁架台
导管
2.气体发生装置
导管
水槽
水
集气瓶
3.气体收集装置（排水法）
实验装置
注意事项
1、药品平铺在试管底部
3、导管伸入试管不能太长，否则不利于气体的导出
2、铁夹夹在离试管口1/3处
4、试管口略向下倾斜(防止冷凝水倒流至试管底部,炸裂试管)
5、先均匀预热,再集中在有药品的部位集中加热,用酒精灯的外焰加热
7、实验完毕,先撤导管,后移酒精灯
(防止试管冷却后,水槽内的水沿导管上升,进入试管,使试管炸裂)
8、收集满的氧气,应使试管口向上放置,并用毛玻璃片盖上 (因为氧气比空气重)
6、等有连续的气泡产生时再收集
(刚加热时产生的气泡中混有空气,这时的气体不纯)
实验室用氯酸钾和二氧化锰混合粉
末来制取氧气时，主要有以下操作：
⑴集气瓶内盛水 ⑵放药品 ⑶检查
气密性 ⑷集气 ⑸加热 ⑹停止加热 ⑺导管移出水面，其正确的排
列顺序为__________________
⑶ ⑵ ⑴ ⑸ ⑷ ⑺⑹
物质性质
物理性质
化学性质
物质不需要通过化学反应就能表现出来的性质。
颜色、状态、气味、味道、密度、硬度、熔点、沸点、水溶性、导电性、导热性
物质只有通过化学反应才能表现出来的性质。
可燃性、酸碱性、氧化性
无色,无味
不易溶于水
密度比空气略大
-183℃时成淡蓝色液体
-218℃成雪花状淡蓝色固体
结论：
氧气的物理性质
闻气体的方法
手轻轻地在瓶口扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。
氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体。
① 助燃性
帮助可燃物燃烧
② 氧化性
缓慢氧化
细铁丝、蜡烛、木炭、硫在氧气中燃烧。
氧气的化学性质
1.铁丝在氧气中燃烧(铁跟氧气反应)
现象
结论
①火星四射
②放热
③产生黑色的固体
氧气的化学性质
2.蜡烛在氧气中燃烧(石蜡跟氧气反应)
现象
结论
①发出白光
②放热
③产生使澄清石灰水变浑的气体
④集气瓶内壁有小水滴
氧气的化学性质
3.木炭在氧气中燃烧(碳跟氧气反应)
现象
结论
①发出白光
②放热
③产生使澄清石灰水变浑的气体
氧气的化学性质
4.硫在氧气中燃烧(硫跟氧气反应)
现象
结论
①发出明亮的蓝紫色火焰
②放热
③产生有刺激性气味的气体
红热
持续红热，无烟、无焰
剧烈燃烧，火星四射，
生成黑色固体
剧烈燃烧并发出白光
平静燃烧，有黄色的火苗
燃烧得更旺，发出明亮的白光
有微弱的淡蓝色火焰
发出明亮的蓝紫色火焰
实验 主要
产物 现象
在空气中 在氧气中
铁丝燃烧 四氧化三铁
木炭 二氧化碳
蜡烛 二氧化碳、水
硫磺燃烧 二氧化硫
燃烧：发光、发热的剧烈的化学反应。
物质与氧气发生化学反应：
缓慢氧化——
物质与氧气进行的非常缓慢，很不容易察觉的反应
生锈的
钢铁和
铜制品
呼吸
缓慢氧化
课堂总结
氧气
性质
物理性质
化学性质
色、态、味、溶解性、密度
1、 2、
——现象和结论
请你用文字表达式表示出下列物质燃烧的化学变化并写出1、2、3主要的反应现象。

1、硫在氧气中燃烧
2、红磷在氧气中燃烧
3、木炭在氧气中燃烧
4、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水
化学反应的基本特征是有新物质生成，常表现为颜色改变、放出气体、生成沉淀等。在化学反应中，还发生能量变化，这种变化常以放热、发光的形式表现出来。这些现象常常可以帮助我们判断有没有化学反应发生。在化学变化过程中同时发生物理变化。
下列变化不属于化学变化的是
A。食物腐烂
B。玻璃杯破碎
C。大米酿酒
D。纸张燃烧
从下列信息分析物质的性质。
煤气是厨房中常用的一种物质，是许多城市居民家用的一种主要燃料。为了更多地了解煤气，某校的同学上网查询了下面一段材料：煤气是一种重要的燃料，它的主要成分是一氧化碳。它是一种没有颜色，没有气味的气体；它极难溶于水；一升一氧化碳约重1.25g；一氧化碳燃烧放出大量热量，燃烧后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。阅读后，你发现一氧化碳具有哪些物理性质？一氧化碳具有哪些化学性质？
从下列信息分析物质的性质。
煤气是厨房中常用的一种物质，是许多城市居民家用的一种主要燃料。为了更多地了解煤气，某校的同学上网查询了下面一段材料：煤气是一种重要的燃料，它的主要成分是一氧化碳。它是一种没有颜色，没有气味的气体；它极难溶于水；一升一氧化碳约重1.25g（物理性质）；
一氧化碳燃烧放出大量热量，燃烧后产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。（化学性质）
一、可燃物燃烧的条件
1.着火点——可燃物燃烧需达到的最低温度
2.可燃物燃烧的条件
与氧气接触
温度达到着火点
两条件缺一不可
火的利用是人类进步的重要标志，但一旦失去控制……
灭火条件
将可燃物与空气隔绝
将可燃物的温度降到着火点以下
三条件或取其一，或同时用
无可燃物
1.可燃物；
2.温度；
3.空气。
最常用的灭火材料——
H2O
水作为灭火材料的优点是
降低燃烧物的温度
受热蒸发的水蒸气还可以隔绝空气
其他灭火材料——
CO2
这个实验可以得出两点结论：
1、二氧化碳既不能燃烧，也不支持燃烧。
2、二氧化碳的密度比空气大
其他灭火器：
泡沫灭火器——扑灭一般材料的火灾
干粉灭火器——扑灭油类和电器设备火灾
液态二氧化碳灭火器——扑灭精密仪器、文件档案火灾