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课题3
制取氧气
分解过氧化氢(H2O2)
加热氯酸钾(KClO3)
加热高锰酸钾(KMnO4)
实验室制取氧气的方法:
我们知道氧气有许多用途,那么我们
如何制取氧气呢?
思考
实验一:在常温下,把带火星的木条伸入
过氧化氢溶液的试管,观察木条是否复燃?
探究:用过氧化氢(H2O2)溶液制取氧气
现象:有少量气泡冒出,
木条不能复燃
原因:说明H2O2溶液在常温下放出氧气少
实验二: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。观察发生的现象。
现象:有大量气泡冒出
,木条复燃。
原因:说明在常温下H2O2溶液遇到二氧化锰(MnO2)
时,
迅速产生氧气。
一、分解过氧化氢溶液制取氧气
实验编号
现象
原因
实验1
实验2
有少量气泡冒出,木条没有复燃
常温下,放出氧气很少
常温下,过氧化氢遇二氧化锰分解加速,放出大量氧气
有大量气泡冒出,木条复燃
【思考1】在第2个实验中,是不是过氧化氢与二氧化锰反应生成了氧气呢?
过氧化氢
+
二氧化锰
氧气
+
?
【思考2】二氧化锰好象永远也用不完,二氧化锰在这个反应中到底扮演了一个什么角色呢?
实验三:反应停止后,重新加入过氧化氢溶液,把带
火星的木条伸入试管,观察发生的现象。
结
论:说明二氧化锰(MnO2)仍然起作用,
产生氧气
现
象:木条复燃了
×
(1)概念:在化学反应中,能改变其他物质的化学反应的速率,而本身的质量和化学性质,
在反应前后都没有变化的物质叫催化剂(又叫触媒)。
1、催化剂
①“一变”:改变其他物质的化学反应速率。
(注意:改变:可以是加快、也可以是减慢)
②“二不变”:本身的质量和化学性质都没有改变。
(2)简称:一变二不变
【说明】此反应中,二氧化锰既不是反应物也不是生成物,是催化剂,是反应条件,所以写在箭头的上方。
催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
过氧化氢
水+氧气
二氧化锰
(文字表达式)
在上述反应中,
MnO2起了加速H2O2分解的作用,所以说这个反应中的MnO2是催化剂,是反应条件。
练一练:
1、在化学反应中,催化剂(
)
A.质量减少
B.在化学反应后化学性质发生了变化
C.能使生成物的质量增加
D.能改变化学反应的速率
D
2、下列有关催化剂的说法正确的是(
)
A.催化剂就是用来加快化学反应速率的
B.
二氧化锰是催化剂
C.没有二氧化锰的催化,过氧化氢也能分解放出
氧气
D.催化剂在化学反应前后的性质不变
C
2、用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰
制取氧气的
(1)原理:
过氧化氢
水
+
氧气
二氧化锰
(2)、装置:
H2O2
H2O
+
O2
MnO2
(1)、长颈漏斗末端要插入液面以下。
(2)、可用分液漏斗代替长颈漏斗。
(3)、可用集气瓶或大试管代替锥形瓶。
(4)、装一药品时,先装固体后装液体。
注意事项
氯酸钾
氯化钾
+
氧气
二氧化锰
加热
KClO3
KCl
+
O2
MnO2
△
1、原理:
二、加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气
反应条件有哪些?
2、装置:
(1)在上图所示装置中,使用了哪些仪器?
(2)哪部分是气体发生装置,哪部分是气体收集装置?
探究:加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰(MnO2)
制取氧气
编号
现象
原因
(1)
导管口有气泡冒出,
分解产生气体
(2)
带火星的木条复燃
瓶中气体是氧气
现象
能否用:过氧化氢制取氧气的装置
用
于:氯酸钾制取氧气?
为什么呢?
不能
因为反应物的状态和反应条件不同
反应物:
反应物:
反应条件:
②、固液不加热型
①、固固加热型
固体
反应条件:
加热
固体和液体
不需要加热
3、实验装置的选择:
根据反应物的状态和反应条件确定
(1)发生装置
固固加热型的制取装置
加热高锰酸钾制取O2装置
加热氯酸钾制取O2装置
固液不加热型的制取装置
注意:长颈漏斗的末端必须插入液体中(液封),
防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。
分液漏斗
长颈漏斗
烧瓶
锥形瓶
过氧化氢制氧气和氯酸钾制氧气的发生装置是否相同?哪个好?
为什么呢?
不相同
用过氧化氢制氧气的装置的。
(1)简单,易操作;
(2)不用加热,较安全;
(3)节约药品(可根据需要随时补充)
(4)分液漏斗可控制反应速率;
优点
比较下列三个实验装置图:
装置A与B、C相比较,其优点有:
①可以随时添加药品,不断产生氧气。
②不需要加热,节约能源
③可以控制氧气的产生速率。
比一比
密度比空气大的气体
(2)收集装置
①排水法:
②向上排空法:
不易溶或难溶于水的气体
③向下排空气法
根据气体的溶解性和密度确定
密度比空气小的气体
氧气的收集方法:_________________________
(1)排水法
(2)向上排气法
(1)排水法
原因:_________________
(2)向上排气法
原因:_______________________
氧气不易溶于水。
氧气的密度比空气略大。
要收集到较干燥的氧气:选用_____________。
要收集到较纯净的氧气:选用_____________。
向上排气法。
排水法。
想一想
高锰酸钾
锰酸钾
+
二氧化锰
+
氧气
1、原理
符号表达式
三、加热高锰酸钾制取氧气
P38
加热
KMnO4
K2MnO4
+
MnO2
+
O2
△
反应条件有哪些?
为什么呢?
加热时,防止高锰酸钾粉末进入导管,
堵塞导管。
(水变红色)
棉花
(药品平铺在试管底部,
增大受热面积)
2、装置
3、实验步骤
(1)检:
检查装置气密性
(2)装:
装入药品
(试管口要放一团棉花)
(3)定:
固定装置
(试管口要稍向下倾斜)
(4)点:
点燃酒精灯加热
(5)收:
收集气体
(6)离:
把导管移离出水面
(7)熄:
熄灭酒精灯
简
称:查、装、定、点、收、离、熄
谐
音:茶、庄、定、点、收、利、息
(如何检验收集到的是氧气?)
将一支带火星的木条伸进集气瓶内,
若木条复燃,证明是氧气。
将一支带火星的木条伸到集气瓶口,若木条复燃,证明已集满。
(向上排空气法收集氧气,如何验满?)
盖好玻璃片,正放在桌面上。
4、检验:
5、验满:
6、存放:
(2)、导管伸入试管不能太长
(1)、铁夹夹在离试管口1/3处
原因:不利于气体的排出
(3)、试管口略向下倾斜
原因:防止冷凝水倒流,使试管炸裂
7、注意事项:
(4)、加热时要先预热,再对准药品部位加热
(5)、等有连续的气泡产生时再收集
原因:刚产生的气泡中混有空气,这时的气体不纯
(6)、实验完毕先撤导管,后移酒精灯
原因:防止水倒吸,使试管炸裂
(7)、收集满的氧气,应正放在桌面上,并用毛玻
璃片盖上
原因:氧气密度空气略大
仪器组装
:
先下后上,先左后右
试管的高度,由酒精灯的外焰决定.
操作方法
检查装置气密性的方法(一)
将导管一端伸入水中,用手紧握试管,导管口有气泡冒出,松开手,导管内有一段水柱。说明装置气密性良好。
试管口为什么要略向下倾斜?
防止冷凝的水倒流,炸裂试管。
用排水法收集氧气时,要等气泡
均匀放出后,再收集气体,
为什么?
因为开始冒出的气泡是空气。
这样做是为了防止收集到的氧气不纯
实验结束时,先将导管撤离出水面,然
后熄灭酒精灯。为什么??
先撤导管,后灭酒精灯,目的:
防止水倒流炸裂试管。
1.实验室制取氧气大致可分为下列步骤:
①点燃酒精灯,加热试管.
②检查装置的气密性.
③将高锰酸钾装入试管,塞入一小团棉花,用带导管的橡皮塞塞紧试管,并把试管固定在铁架台上.
④用排水法收集氧气.
⑤熄灭酒精灯.
⑥将导管从水槽中取出.正确的操作顺序为
___________________.
②③①④⑥⑤
做一做
2.下图是实验室用高锰酸钾制取和收集氧气的装置图,指出其中的五处错误
②试管
内导管
过长
③铁夹没夹在离管口1/3处
④试管口没有稍向下倾斜
①
外焰没
在药物下加热
⑤
试管口没放一团棉花
过氧化氢
水
+
氧气
H2O2
H2O
+
O2
二氧化锰
氯酸钾
氯化钾
+
氧气
二氧化锰
加热
KClO3
KCl
+
O2
MnO2
△
分析上述三个制取氧气的反应,它们有什么共同的特征?与化合反应有什么不同?
小结:
实验室制取氧气的原理
KMnO4
K2MnO4
+
MnO2
+
O2
△
MnO2
高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
加热
1、概念:由一种物质生成两种或两种以上其
他物质的反应。
四、分解反应:
化学反应
化合反应
分解反应
基本反应类型
2、特点:“一变多”
表示为:
X
B
+
C
+
···
五、氧气的工业制法
1、原理:利用液氧和液氮的沸点不同,进行分离。
低温加压
空气
液态空气
氮气先蒸发
液态氧气
蒸发
分离液态空气过程,没有生成新的物质
是物理变化
(沸点高)(沸点低)
2、方法:
1.下列反应属于分解反应的是(
)
A.
B.
C.
D.
二氧化硫
铁
+
氧气
四氧化三铁
点燃
石蜡
+
氧气
二氧化碳
+
水
点燃
氧化汞
汞
+
氧气
加热
D
氧气
硫
+
点燃
2、下列化学反应中,属于氧化反应的是(
),
属于化合反应的是(
)属于分解反应的是(
)
A.
甲烷+氧气
水+二氧化碳
B.
水
氢气+氧气
C.
氧气+二氧化碳+铜+水
碱式碳酸铜
D.
氯酸钾
氯化钾+氧气
点燃
通电
加热
二氧化锰
AC
C
BD
加热
4.实验室制取氧气时,收集氧气的方法
(
)
(A)排水法
(B)向下排气法
(C)向上排气法
(D)每种都可以
AC
3、用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气
中,二氧化锰(
)
A.质量减少
B.在化学反应后化学性质发生了变化
C.质量增加
D.加快氯酸钾的分解的速率
D
5.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
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,这个操作应在(
)
(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
C
D
7.下列物质中含有氧气的是(
)
(A)二氧化锰
(B)氯酸钾
(C)空气
(D)过氧化氢
8.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
C
B
9.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
C
10.某同学设计了4种制氧气的方案:①用氯酸钾和二氧化锰共热;②使高锰酸钾受热;③用高锰酸钾和氯酸钾共热;④使二氧化锰受热.判断这四种方法:(
)
A.全正确?????
B.
全不正确????
C.
①②③正确?????
?
D.只有①②正确
C
11.在高锰酸钾分解制氧气的反应中,二氧化锰是
_____物。在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧
气时,氯酸钾是_____物,二氧化锰是
_____,
若不加二氧化锰,则氯酸钾分解反应将_____,
若将高锰酸钾加入氯酸钾,则反应______,这是
因为
________________________。
生成
反应
催化剂
速率很慢
速率加快
高锰酸钾加热分解生成了二氧化锰
12、医院给病人输氧时用到类似下图所示的装
置。关于该装置,下列说法不正确的是(
)
A.b导管连接供给氧气的钢瓶
B.b导管连接病人吸氧气的塑料管
C.使用该装置来观测是否有氧气输出
D.使用该装置用来观测氧气输出的速率
a
b
B
④过氧化钠
+
二氧化碳????
碳酸钠
+
氧气.
现在潜水员想选择其中的一种作为潜水艇中氧气中的来源,你认为应该选择哪一个?为什么?
(至少要阐明三条不同的理由)
13、制取氧气的途径有多种,如:
①水
氢气
+
氧气
②氯酸钾
氯化钾
+
氧气
△
③氧化汞
汞
+
氧气
△
通电
选择④
理由:
(1)反应不用加热或通电,安全、节省能源;
(2)反应④可以将人体呼出的二氧化碳转化为氧气;
(3)操作简单。
14.下列有关实验室用高锰酸钾制氧气的叙述中,正确的是(
)
(A)高锰酸钾受热后,也不放出氧气
(B)要使高锰酸钾受热分解放出氧气,必须加入
二氧化锰
(C)二氧化锰是这个反应的生成物
(D)二氧化锰是一切化学反应的催化剂
15.同时加热下列物质,最易放出氧气的是(
)
(A)纯净的氯酸钾
(B)纯净的高锰酸钾
(C)纯净的二氧化锰
(D)过氧化氢溶液
C
B