内容正文:
单元一 物质的性质与应用
第2讲 空气和氧气
1
必做实验1 氧气的实验室制取
【实验目的】学习实验室制取氧气的方法。
实验用品 实验
仪器 酒精灯、试管、烧杯、集气瓶、铁架台等
实验
药品 高锰酸钾 氯酸钾和二氧化锰 过氧化氢溶液和二氧化锰
反应原理
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO3 2KCl+
3O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
发生装置 装置
图示 选择依据:反应物的状态和反应条件
A
B
C
类型 固体加热型 固液不加热型
注意
事项 1.用高锰酸钾制取氧气时,试管口需要放一团棉花,目的是
;
2.试管口略向下倾斜,目的是
1.A装置简单,加入药品不能太多,防止产生气体速率过快,不便于收集;
2.装置B中长颈漏斗末端要伸入液面以下,防止 ;
3.装置C的优点是
防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,堵塞导管
防止冷凝水倒流,使试管炸裂
生成的气体从漏斗末端逸出
可以控制反应速率
收集装置 装置
图示 选择依据:气体的 、溶解性及能否与空气中的成分、水反应
排水法 向上排空气法
优缺点 收集的气体比较 ,但含水蒸气 收集的气体比较 ,但纯度不高
注意
事项 当观察到导管口 、
时,再开始收集 导管要伸入集气瓶底部,目的是
密度
纯净
干燥
有连续
均匀的气泡冒出
排尽集气瓶内的空气
(续表)
实验步骤 以加热高锰酸钾制氧气,排水法收集氧气为例:
1.查:连接好装置后,先检查 ;
2.装:用 (或纸槽)把药品装入试管内,使药品平铺在试管底部;
3.定:把试管固定在 上;
4.点:点燃酒精灯,利用酒精灯火焰的 加热(先预热再加热);
5.收:收集氧气;
6.离:撤离导管;
7.熄:熄灭酒精灯
注意事项:用固体加热型发生装置和排水法收集氧气,实验结束时一定要先
,再 ,防止
装置的气密性
药匙
铁架台
外焰
撤离导管
熄灭酒精灯
水槽中的水倒吸入试管中,使试管炸裂
检验
将带火星的木条 中,若观察到 ,则证明该气体是氧气
验满
(1)排水法收集:当 时,证明已收集满;
(2)向上排空气法收集:将带火星的木条 ,若观察到木条复燃,则证明已收集满
伸入集气瓶
木条复燃
集气瓶口有较大气泡冒出
放在集气瓶口
【实验分析与评价】
(1)用高锰酸钾制取并用排水法收集氧气时,发现水槽中的水变红,其原因是 ,
。
(2)用过氧化氢溶液制取氧气,有反应不需要加热,操作简便、节能、安全等优点,二氧化锰便于分离且不会产生有害物质,符合绿色化学的观念。
试管口没有放一团棉花
高锰酸钾粉末加热随气体进入导管至水槽中
(3)某同学用排水法收集到的氧气不纯,可能的原因是
、
(任写一条)。
(4)用固体加热型发生装置制取氧气时,出现了试管炸裂的情况,其原因可能是①加热时试管外壁有水;②加热时试管底部接触到了酒精灯灯芯;③加热时试管口没有略向下倾斜;④
就直接加热等。
没有预热
集气瓶中未装满水(或未等气泡连续
均匀冒出就开始收集,合理即可)
【实验拓展】
多功能瓶的使用
(1)排空气法收集氧气
用图1装置收集氧气,气体应从导管 (选填“a”或“b”)端通入;若利用图2装置收集,气体应从 (选填“c”或“d”)端通入。
d
a
2.排水法收集氧气
向图1装置中装满水,用该装置收集氧气,氧气应从导管
(选填“a”或“b”)端通入。
b
(3)氧气的验满
用图1装置收集氧气,检验气体已经收集满的方法是
,
。
则证明已经收集满
将带火星的木条放在导管b端,若木条复燃
4.氧气的除杂
利用排水法收集的氧气中含有水分,利用图1装置除去水分,可在集气瓶中加入适量 干燥,氧气应从导管
(选填“a”或“b”)端通入。
a
浓硫酸
常见实验1 空气中氧气含量的测定
【实验目的】测定空气中氧气的体积分数。
实验仪器及用品 集气瓶、带橡胶塞和导管的燃烧匙、胶管、弹簧夹、酒精灯、烧杯、火柴等
实验药品 红磷、水
实验装置
实验原理
4P+5O2 2P2O5
实验过程 实验现象 实验结论(或化学方程式) 注意事项
(1)检查装置的气密性 — — 1.红磷要 ;
2.弹簧夹要夹紧;
3.燃烧匙要 伸入集气瓶,并塞紧橡胶塞;
4.集气瓶冷却至室温后再打开弹簧夹
(2)将集气瓶水面上方空间划分为5等份并加以标记 — —
(3)用弹簧夹夹紧胶皮管,点燃烧匙内的红磷后,立即伸入集气瓶中并塞紧橡胶塞,观察红磷燃烧的现象 红磷燃烧,产生大量
,放出热量
(4)待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹 烧杯中的水沿导管进入集气瓶中,进入集气瓶中的水约占
4P+5O2 2P2O5
集气瓶内空气体积的五分之一
氧气约占空气体积的五分之一
过量
迅速
白烟
【实验分析与评价】
1.不能用木炭、蜡烛代替红磷进行相同实验,原因是
木炭、蜡烛在空气中燃烧消耗氧气的体积与生成二氧化碳气体的体积相等,集气瓶内压强变化不大 。
2.进行相同实验测定空气中氧气含量时,选择的药品需要满足的条件为在空气中 ,燃烧后的生成物 。
不是气体(若为气体,应选择适当的试剂吸收)
能燃烧且只与氧气反应
3.进行相同实验测定空气中氧气含量时,小明同学发现测定结果小于五分之一,可能的原因是 、
;而小方同学测出的结果略大于五分之一,可能的原因是
,
。
(合理即可)
集气瓶未冷却至室温就打开弹簧夹(合理即可)
红磷量不足 、装置漏气
弹簧夹未夹紧、点燃红磷后没有立即伸入集气瓶中
【实验拓展】
1.以下四个实验装置,均可用于“测定空气中氧气的含量”。
A B C D
(1)拉瓦锡用装置 (填字母)定量研究了空气的成分,在密闭容器中,空气中的氧气与 反应,生成固态物质。人们沿着科学家的足迹,对反应物进行了优化,分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是采用 (填“物理”或“化学”)方法,从混合气体中除去某种气体,从而达到物质的分离目的。
化学
A
汞
(2)实验过程中,需要不断推拉注射器活塞的装置是
(填字母),利用此装置进行实验,可能造成实验误差的因素是 ,
(答一条)。
合理即可)
B
药品的量不足(或实验结束后没有冷却到室温就读数
(3)与装置C相比,装置B、D的优点为 、
;若用装置D进行实验(实验前夹紧弹簧)反应结束后,待装置冷却至室温,打开弹簧夹,注射器活塞从10 mL刻度处缓慢移动至 mL刻度处停止(误差忽略不计)。
2
操作简单、实验结果更准确(合理即可)
不污染空气
2.图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量,图2是用该装置测得实验过程中集气瓶内气压与时间的关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压)。下列说法正确的是
(填字母)。
图1 图2
D
A.红磷的量对实验结果无影响
B.集气瓶中气压瞬间变大是O2迅速消耗造成的
C.c点时反应刚好停止
D.d点时装置温度恢复至室温
空气的成分
1.(2023·贵州节选)化学作为实用的,在认识自然、服务社会中发挥着不可替代的作用。空气是一种宝贵的资源,其中能供给呼吸的气体是 。
氧气
2.(2022·贵阳节选)化学对满足人民日益增长的美好生活需要和社会可持续发展作出了重要贡献。化学——使生活丰富多彩,我们生活在多样的物质世界里。如:空气中的
可供给人类呼吸。
氧气
3.1 下列关于空气的说法错误的是 ( )
A.空气是一种混合物
B.空气是一种宝贵的资源
C.稀有气体化学性质很不活泼,不与任何物质发生化学反应
D.空气中氧气的体积分数约为21%
C
3.(2021·贵阳)空气是人人都离不开的重要物质,其中体积分数约为21%并能供给人类呼吸的气体是 ( )
A.N2 B.O2 C.Ne D.CO2
B
4.(2023·贵州)化学是一门以实验为基础的学科。
(1)用图1、图2装置进行氧气实验室制取及性质实验。
常见的实验室制取气体的一般思路
①加热高锰酸钾制取氧气,往试管中加入高锰酸钾粉末的操作是 .
,反应的化学方程式为 ,该反应的基本反应类型为 。
分解反应
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
送入试管底部(或中下部),直立试管
试管倾斜(或平放),把盛有高锰酸钾的药匙(或纸槽)
②用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应选择的发生装置和收集装置是 (填字母)。检验氧气的方法是
。
③图2中发生化学反应的现象为
。
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
BC(或BE)
用带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃,证明是氧气
(2)图3是一种紧急供氧设备内部的结构示意图。使用时按动点火装置,金属粉末反应放热,使药块分解持续供氧,并生成氯化钠。其中产生氧气的化学方程式为
。
2NaClO3 2NaCl+3O2↑
5.(2022·贵阳)完成下列实验并解决实际问题。
(1)探究燃烧的条件。图1所示实验中,甲中白磷不燃烧,乙中白磷燃烧,则可知燃烧的条件之一是 。
(2)实验室制取气体。根据图2,回答问题。
①若制取O2,请填写下表。
与氧气接触
制取
气体 反应原理(用化学方程式表示) 反应原理对应的制取装置(填字母) 检验该气体的方法
O2
2KClO3
2KCl+3O2↑或
(2H2O2
2H2O+O2↑)
AE、AC(或BE、BC)
把带火星的木条伸入集气瓶中,带火星的木条复燃,说明气体是氧气
(3)北京冬奥会火炬以氢气为燃料,首次实现冬奥会火炬零碳排放、首次开展机器人与机器人之间水下火炬传递。水下火炬传递上演极富美感的“水火交融”景象,从燃烧条件角度分析,你认为实现火炬水下燃烧,需要解决的问题有
,
。
如何使温度达到氢气的着火点等
氧气在水下怎么与氢气接触;水下温度低
6.(2022·六盘水)化学课上,某小组同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简易“供氧器”。
【反应原理】根据设计的“反应器”可知,制取氧气的反应原理为 (用化学方程式表示)。
2H2O2 2H2O+O2↑
(1)图中标号①的仪器名称为 。
(2)为制取干燥的氧气,装置接口连接的正确顺序为
(填字母)。
A.a→b→c→d B.a→b→c→e
C.a→c→b→d D.a→c→b→e
集气瓶
C
(3)制取氧气的过程中,检验“储气瓶”中氧气已存满的方法是 ,
。
将带火星的木条放在e导管口处,若木条复燃
证明已经集满氧气
(4)反应发生后,使反应停止的操作是
。
(5)当反应停止,取出“储气瓶”中氧气的操作为
。
将铜丝拉起,使二氧化锰与过氧化氢分离
从分液漏斗注水,打开漏斗活塞,将氧气赶出
6.1 实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,有关操作如下,正确的一项是 ( )
A.试管口应该倾斜
B.用酒精灯火焰加热
C.气泡连续冒出时开始收集
D.收集前集气瓶应装满水
D
6.2 在“氧气的实验室制取与性质”实验中,下列装置或操作不正确的是 ( )
A.检查气密性 B.制备氧气 C.收集氧气 D.蜡烛燃烧
C
$$