2.3制取氧气(第一课时）-2024-2025学年人教版（2024）九年级化学上册课件

课题3 制取氧气 人教版九年级化学同步教学课件 第二单元 空气和氧气 第一课时 制取氧气（一） 今天，我们就来学习在工业和实验室中制取氧气。 新课引入 氧气是一种重要的化学物质，地球上的氧气主要来源于海洋藻类和陆地上绿色植物的光合作用。在工业和实验室中，我们应该如何制取氧气呢? 1.了解氧气的工业制法。 2. 知道实验室制取氧反应原理。 3.探究实验装置的选择。 4.学会高锰酸钾制氧气方法。 回顾：氧气的物理性质 颜色 气味 状态 密度（标准状况） 溶解性 沸点 熔点 －218℃ 无色 无味 气体 1.429g/L，比空气略大 不易溶于水 －183℃ 改变条件： 　氧气 （无色） 液氧 （淡蓝色） 固态氧 （淡蓝色） 自学阅读课本 44页资料卡片 2.原料：液态空气 1.方法：分离液态空气 4.工业制法是：物理变化 3.流程图： 空气 降温到-200℃以下 液化 液态空气 升温到-196℃ 氮气 液氧 氧气 升温 一、氧气的工业制法： 二、氧气的制取原理 植物的光合作用就是一种常见的能产生氧气的化学反应，但光合作用原理进行较缓慢，且要求高，实验室不便操控。那怎样才能比较容易的在实验室中制得比较纯净的氧气呢? 1.实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素: （1）.制氧气的原料须是含氧的物质; （2）.利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气; （3）.生成的气体成分单一，便于收集。 生活中还有很多利用化学反应产生氧气的例子，如鱼塘经常会用到增氧剂，其有效成分是过氧化氢，一种化学试剂，可以分解产生氧气，使用时撒入水中供给鱼类呼吸。还有特种部队用高锰酸钾野外生火，高锰酸钾是一种化学试剂，也可以分解产生氧气，以支持燃料燃烧，使特种兵在户外更易生火。 上述材料中的试剂也是我们实验室制氧气常用的，实验室常采用加热高锰酸钾、分解过氧化氢或加热氯酸钾的方法制取氧气。 【查阅资料】 2、实验室制取氧气的方法 （1）、加热高锰酸钾固体； （2）、分解过氧化氢溶液； （3）、加热氯酸钾固体。 为什么选用这三种物质？ 因为它们都 含有氧元素 反应原理： 反应原理： 反应原理： 高锰酸钾 加热 锰酸钾 + 二氧化锰 氧气 + 过氧化氢 水 + 氧气 二氧化锰 氯酸钾 二氧化锰 加热 氯化钾 + 氧气 即时理解 分析实验室选择用这三种氧气制取原理的理由是什么？ （1）. 生成物中只有氧气一种气体，成分单一，便于收集。 （2）. 实验条件比较简单，能快得到氧气。 1. 总体思路是：装置简单操作易行。 其具体思路是： （1）由反应物状态以及反应条件——确定发生装置。 （2）生成物的溶解性或密度 ——确定收集装置。 三、实验室制氧气的装置选择 2. 制取气体的发生装置. （1）.固固加热型 反应物都是固体，反应需要加热 反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热 （2）固液不加热型 使用长颈漏斗时，长颈漏斗的末端必须插入液体中，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出，所以必须液封（分液漏斗就不必）。 分解过氧化氢制取氧气 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气 加热高锰酸钾制取氧气 分液漏斗 锥形瓶 导管 棉花 和二氧化锰 长颈漏斗 （3）. 发生装置的选择 固固加热制取气体 选择原因： 固液不加热制取气体 选择原因： 3.气体收集装置 排水法 不易溶于水或难溶于水的气体且不与水发生反应 向上排空气法 密度比空气大的气体 向下排空气法 密度比空气小的气体 eeeeeee 三、实验室加热高锰酸钾制氧气 2、药品： 1、反应原理： 高锰酸钾 加热 锰酸钾 + 二氧化锰 氧气 + 高锰酸钾（暗紫色固体） 溶于水形成紫色溶液 难溶于水 仪器安装顺序：自下而上，从左到右 注意事项： 加热固体时，试管口略向下倾斜 试管口塞棉花 等气泡连续均匀冒出时开始收集 铁夹夹在试管的中上部 药品平铺于试管底部 要先预热再用酒精灯外焰加热 导管刚露 出胶塞 3、发生装置： 固体物质加热制取气体的装置 4. 收集装置的选择： 排水集气法或向上排空气法 排水法： 向上排空气法： 氧气难溶于水的气体且不与水发生反应 氧气的密度比空气大的气体 纯度高不干燥 干燥纯度不高 5.确定操作步骤 （1）.连接仪器，检查装置的气密性 查 装 定 点 收 离 熄 （7）.熄灭酒精灯 （2）.装入药品 （3）.将试管固定在铁架台上 （4）.用酒精灯先预热再给药品固定加热 （5）.等气泡连续均匀冒出时，开始收集气体 （6）.实验结束时，将导管撤出水面 茶庄定点收利息 注意“先后” 注意“先后” （1）.排水法：集气瓶口有气泡冒出 （2）.向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满 6. 验满与检验 （2）、铁夹应夹在距试管口1/3处； （3）、试管口应略向下倾斜； （4）、导气管伸入试管不能太长； （5）、用高锰酸钾制氧气，试管口需放一团棉花； （6）、用向上排空气法收集气体时，导气管要伸入集气瓶底？ （8）、用排水法收集结束时先撤导管再停止加热？ （防止冷凝水倒流炸裂试管） （便于气体导出） （防止高锰酸钾随氧气进入导管而使导管堵塞） （目的排尽装置内空气） （防止因压强减小，水倒吸入试管内，引起试管炸裂） （1）、药品要平铺在试管底部以使其均匀受热； 即时理解 经典例题 例1.空气是人类宝贵的自然资源。下列说法正确的是（　　） A．分离液态空气法制氧气、氮气等，是利用了各成分的沸点不同 B．造成空气污染的主要气体有CO、CO2、SO2、NO2等 C．用适量铜粉测定空气中氧气含量时，反应完成后要立即读数 D．稀有气体在任何条件下都不与其他物质发生化学反应 【解析】A、工业制取氧气的原理：根据各物质的沸点不同进行混合物的分离，故正确；B、二氧化碳不是空气污染物，故错误；C、用适量铜粉测定空气中氧气含量时，反应完成后应冷却到室温再读数，故错；D、稀有气体在特殊条件下可以与其他物质发生化学反应，故错。 故选：A。 A 例2.实验室加热高锰酸钾制氧气，可直接采用的发生装置是（　　） A. B. C. D. 【解析】A、属于固液常温型；B、可以用于金属矿物的冶炼；C、用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，由于反应需要加热，所以发生装置应选C；实验室用高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾粉末会随着氧气流顺着导管进入水槽，使水槽内的水变成紫红色（由于高锰酸钾溶于水显紫红色），为防止这种现象的发生，通常要在试管口放一棉花团；D、属于液体的蒸馏装置。故选：C。 C 例3.检验氧气的方法是（ 　） A．用燃着的木条放在瓶口 B．用燃着的木条伸入瓶内 C．用带火星的木条伸入瓶内 D．用带火星的木条放在瓶口 【解析】氧气的检验方法：用带火星的木条伸入瓶内（或试管内）来检验，如果它能使带火星的木条复燃，则证明该气体是氧气。故选：C。 C 例4.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移出导管 【解析】A．实验前应先检查装置的气密性，组装好装置后，检查装置气密性，故正确；B．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热，试管受热不均，引起试管炸裂，故错误； C．待导管口有均匀气泡产生时开始收集，不能有气泡冒出就立即收集，故错误；D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水会倒流，可能引起试管炸裂，故错误。故选：A。 A 例5.下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（　　）   A.检查气密性 B．加热立即收集 C．收满后移出集气瓶 D.结束时停止加热 【解析】A．检查装置气密性：组装好仪器，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，水中的导管口有气泡冒出，证明装置的气密性良好，故A正确；B．为了防止收集到的气体不纯，当导管口有气泡均匀连续冒出时再收集。故B错误；C．收集满氧气后要先用玻璃片把瓶口盖住，再拿出水面，故C错误；D．实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D错误。故选：A。 A 例6．工业上制取氧气常采用分离液态空气的方法，可表示如下． 空气 液态空气 （1）工业上制取氧气的方法是　 （填“物理”或“化学”）变法． （2）液态氧的沸点　   　（填“低于”“等于”或“高于”）﹣196℃；写出液态氧的一种用途：　   　． 【答案】 （1）物理．（2）高于；支持燃烧． 【解析】由于空气中大约含有21%的氧气，所以这是工业制取氧气的既廉价又易得的最好原料；工业上制氧气采用的是分离液态空气法：在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发；由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧，在整个过程中没有生成其它物质，没有新物质生成，属于物理变化．氧气供给呼气，支持燃烧． 氧气 加热高锰酸钾制取氧气 工业制法 药品及原理 仪器及装置 实验步骤及注意事项 分离液态空气 收集及验满方法 课堂小结 氧气的制取原理 制氧气的装置选择 随堂练习 1.下列有关空气的说法错误的是（　　） A．工业上可用分离液态空气的方法制取氧气 B．稀有气体可制成多种用途的电光源 C．二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮都属于空气污染物 D．空气的成分按质量计算，氧气约占21% D 【解析】A、工业上用的大量氧气，主要使用分离液态空气法制取的，是利用了液态氮和液态氧沸点的不同，液态空气中液态氮的沸点低，加热时液态氮先蒸发出来，故选项说法正确。B、稀有气体通电时它们会发出不同颜色的有色光，可制成多种用途的电光源，故选项说法正确。C、二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮都属于空气污染物，故选项说法正确。D、空气的成分按体积（而不是质量）计算，氧气约占21%，故选项说法错误。故选：D。 2.检验一瓶气体是否为氧气的最佳方案是（ 　） A．将带火星的木条接近集气瓶口 B．将燃着的木条接近集气瓶口 C．将带火星的木条伸入集气瓶中 D．将燃着的木条伸入集气瓶中 【解析】氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃，所以检验一瓶气体是否为氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气。故选：C。 C A 【解析】A、用排水法收集氧气时，加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中，故A正确；B、用排水法收集氧气时，当气泡均匀连续地放出时，才开始收集氧气，不能先将导管口移入集气瓶，再开始加热，故B错误；C、用排水法收集氧气后，用玻璃片将瓶盖好后，移出水面正放在桌子上，故C错误；D、氧气收集完毕，如果先将酒精灯熄灭，则试管内压强变小，水会沿导管倒流进试管，故D错误。故选：A。 3.实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（　　） A．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中 B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热 C．收集O2后，将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片 D．停止加热时，先熄灭酒 4.实验室制取氧气时，必须满足的条件是（　　） A．必须使用催化剂 B．必须用含氧元素的物质作反应物 C．必须用排水法收集 D．必须用燃着的火柴检验是否收集满 【解析】A、实验室用高锰酸钾制取氧气时，只加热即可，不需用催化剂，故错误；B、实验室制取氧气的物质有：KMnO4、KClO3、H2O2，都含有氧元素，故正确； C、因氧气的密度大于空气的密度，还可用向上排空气法收集，故错误；D、氧气有助燃的作用，验满时可用带火星的木条，不需用燃着的火柴，故错误。故选：B。 B 5.实验室用高锰酸钾制取氧气时有如下操作步骤：①加热②检查装置的气密性③装药品④用排水集气法收集⑤从水槽中取出导气管⑥熄灭酒精灯⑦连接仪器，其中操作顺序正确的是（　　） A．①⑦③②⑤④⑥ B．⑦②③①④⑤⑥ C．⑤⑦③②①④⑥ D．⑦③①②④⑥⑤ 【解析】解：根据实验室用高锰酸钾制取氧气时操作步骤：连→查→装→定→点→收→移→熄，可知操作顺序正确的是⑦②③①④⑤⑥；故选：B。 B 6.如图是制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（　　） A. B. C. D. A 【解析】A、用高锰酸钾制取氧气，图中装置正确，故A正确；B、收集气体的导管，要深入集气瓶底部，图中导气管太短，故B错误；C、验满氧气，带火星的木条伸进集气瓶内部，图中操作错误，故C错误；D、验证氧气的性质，做细铁丝燃烧的实验时，反应剧烈，火星四射，热的溅落物会炸裂瓶底，图中操作错误，故D错误。故选：A。 7.关于“加热高锰酸钾制得并用排水法收集氧气”的实验，下列说法中不正确的是（　　） A．取用高锰酸钾时将其送入试管底部，目的是防止药品打破试管 B．装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止药品进入导管 C．等到导管排出的气泡均匀时开始收集，目的是使收集的氧气更纯净 D．反应结束时先将导管移出水面再停止加热，目的是防止水倒吸炸裂试管 【解析】A、取用高锰酸钾时将其送入试管底部，目的是防止药品粘在试管壁上，故A错误；B、装有高锰酸钾的试管口要放一小团棉花，目的是防止药品进入导管，故B正确；C、等到导管排出的气泡均匀时再开始收集，目的是使收集的氧气更纯净，故C正确；D、反应结束时先将导管移出水面后停止加热，目的是防止水倒吸炸裂试管，故D正确。故选：A。 A 8.实验室里用加热高锰酸钾并用排水法制取、收集氧气，回答下列问题： （1）试管口塞一团棉花的目的是　   　； （2）用排水法收集氧气时，你是怎样确定集气瓶已收集满气体？　   　． （3）集满氧气的集气瓶应盖上　   　，　   　放出实验桌上． （4）加热过程中试管破裂，发生这种情况的可能原因：（写二条）　   　 、　   　 ；实验结束时试管破裂，可能原因是（写一条）：　   　 ； （5）他们所用的装置图中有一些错误，请你为他们指出来： ①　     　 ②　     　 ③　     　 ④　   　 ． 【答案】（1）防止高锰酸钾粉末进入导气管； (2) 当大量气泡从集气瓶口冒出时，证明集气瓶已收集满气体； (3) 玻璃片；正． (4)试管口没有略向下倾斜；试管没有均匀预热；先熄灭酒精灯，后取出水中导管； (5)未用酒精灯的外焰加热；灯内酒精过多；试管口稍微向上倾斜了；试管口没有堵一团棉花．     【解析】（1）在试管口塞一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入导气管；（2）用排水法收集氧气时，当大量气泡从集气瓶口冒出时，证明集气瓶已收集满气体；（3）集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片，氧气的密度比空气大，移出水面后正放在实验桌上，（4）加热过程中试管破裂，可能是因为：试管口没有略向下倾斜，冷凝水会回流到热的试管底部，炸裂试管；试管没有均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂等．实验结束时试管破裂，可能是收集完氧气，先熄灭酒精灯，后取出水中导管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂 （5）用加热高锰酸钾的方法制取氧气时的注意事项有：用酒精灯的外焰加热；酒精不能超过酒精灯容积的三分之二；试管口稍微向下倾斜；试管口放一团一团棉花；铁夹夹在试管的中上部；导管进入橡皮塞少许等． 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $$