第2章 第3节 第1课时 氧气的工业和实验室制法-【初中名校化学教学案】2024-2025学年新教材九年级化学上册（沪教版2024）

３９　 第３节　氧气的制备 第１课时　氧气的工业和实验室制法 １．自然界中的氧气来源于绿色植物的光合作用: 　(文字表达式). ２．空气中含量最多的两种气体是　　　　和　　　　,工业上是根据这两种气体的　　　　 不同将氧气从空气中分离出来的. ３．在实验室里,通常使用像　　　　　、过氧化氢溶液(俗名　　　　　　)这样容易分解放出 氧气的含氧物质来制取氧气.写出这两种物质产生氧气的文字表达式:　　　　　　　　　　　 　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　. ４．氧气能使　　　　　　　　　　　　　　　　,实验室中常用该方法检验氧气. ５．写出下列物质的化学式. 高锰酸钾　　　　　;锰酸钾　　　　　;二氧化锰　　　　　;过氧化氢　　　　　. 一、从空气中分离出氧气 【交流与讨论１】　常压下液态氧气的沸点为－１８３℃,液态氮气的沸点为－１９６℃.如果把某 容器中液氧和液氮混合物的温度控制在－１９６~－１８３℃之间,那么　　　　会先蒸发,最终容器中 留下的是　　　　. 【整理与归纳１】　氧气的工业制法 １．原理:利用液氧和液氮　　　　的不同,通过　　　　　　的方法加以分离. ２．简要流程:首先将空气除尘净化,除去　　　　和　　　　,然后在　　　　条件下　　　　 空气使其液化.通过控制温度在　　　　　　　的沸点之间,将沸点较低的　　　　先蒸发出来,余 下的是沸点较高的　　　　,通常加压贮存在　　　　　　　　.该过程中　　　　(选填“有”或“没 有”)新物质生成,因此属于　　　　(选填“物理”或“化学”)变化. 随着科学技术的发展,出现了许多新的工业制氧气的方法.例如,在一定压力下,让空气通过 　　　　或　　　　材料(如分子筛),将氧气和氮气分离,可以得到高纯度的氧气,据此原理生产 的制氧设备在危重病人的救护过程中发挥了重要作用. 【拓展视野】　制氧新方法 １．膜分离制氧 气体膜分离技术是利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质,从而达 到分离的目的.渗透速率大的气体穿透薄膜而得到富集,渗透速率小的气体则被截留.使用膜分 离制氧机时,空气透过特定薄膜,氧气和氮气在膜的两侧分别富集. ２．分子筛制氧 分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料,有很强的吸附能力,能把不同的分子分离开,起到“筛 ４０　 分”分子的作用,故称为分子筛.分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术,加压时 吸附空气中的氮气、二氧化碳气体,将未被吸收的氧气收集起来,经过净化处理后即成为高纯度的 氧气;在减压条件下,分子筛将所吸附的氮气、二氧化碳气体排放回空气中,再加压又可继续吸附空 气中的氮气、二氧化碳气体以获得氧气. 二、利用化学反应制备氧气 １．氧气的检验方法 氧气和空气一样,通常情况下都是无色、无气味的气体,看不见摸不着,如何证明一种气体是不 是氧气呢? 仔细观察下列实验,你对氧气肯定会有进一步的认识. 【观察与思考１】　区别氧气和空气的方法 实验内容 实验现象及结论 将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中 能使带火星的木条复燃的是　　　　　　 不能使带火星的木条复燃的是　　　　　　 　　检验氧气的方法是 　　. ２．实验室制取氧气的原理 【活动与探究１】　过氧化氢溶液(双氧水)制取氧气 实验内容 实验现象 解释与结论 取少量二氧化锰,观察其颜色和 状态;将其加入试管中,再向试管 中加入适量５％的过氧化氢溶液 (双氧水),观察现象;再向试管中 伸入带火星的木条 二氧化锰是　　　色的　　　体 双氧水是　　　色的　　　体 两者接触后有　　　　产生,带 火星的木条　　　　 双氧水与二氧化锰接触后有氧气 生成 文字表达式: 　 　 等反应结束后观察试管中剩余固 体与反应前相比,质量有无变化 反应后试管中二氧化锰的质量 　　　　(选填“有”或“无”)变化 催化剂:在化学反应中能　　　　 化学反应速率,而本身的　　　　 和　　　　在化学反应前后　　　 的物质 　　在实验室也可加热二氧化锰和氯酸钾的固体混合物制取氧气,该反应中二氧化锰也是　　　　 剂.该反应的文字表达式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　.上述生成氧气的反应是由一 种物质生成两种或两种以上新物质的化学反应,称为　　　　反应. 【活动与探究２】　高锰酸钾制取氧气 实验内容 实验现象 解释与结论 取少量高锰酸钾固体,观察其颜 色和状态;将其加入试管中,加热 试管,在试管口放一根带火星的 木条,观察现象 高锰酸钾是　　　色的　　　体 加热后,带火星的木条 　 高锰酸钾加热后有氧气生成 文字表达式: 　 　 三、化学反应基本类型 化合反应:由　　　　　　　　　　　　生成　　　　　　的反应. ４１　 分解反应:由　　　　生成　　　　　　　　　　　　的反应. 【交流与讨论２】　写出下列反应的文字表达式,并指出该反应属于化合反应还是分解反应或两者都 不属于. (１)红磷在空气燃烧: 　(　　　　). (２)加热碳酸氢铵: 　(　　　　). (３)蜡烛在氧气中燃烧: 　(　　　　). (４)加热高锰酸钾制取氧气: 　(　　　　). (５)铁丝在氧气中燃烧: 　(　　　　). (６)绿色植物的光合作用: 　(　　　　). １．下列有关氧气的说法错误的是 (　　) A．氧气能支持燃烧,是一种重要的助燃剂 B．带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃 C．潜水员随身携带氧气以便在水下工作 D．分离液态空气制氧气是利用液氮和液氧的沸点不同 ２．当大气压在１．０１×１０５ Pa时,氮气的沸点是－１９６℃,氧气的沸点是－１８３℃,氦气的沸点 是－２１９℃,二氧化碳的沸点是－７８．４４℃.则在分离液态空气的时候,上述气体随温度升 高而被分离出来的顺序为 (　　) A．氮气、氧气、氦气、二氧化碳 B．氦气、氮气、氧气、二氧化碳 C．二氧化碳、氧气、氮气、氦气 D．氦气、二氧化碳、氧气、氮气 ３．下列关于产生氧气的方法的叙述中,错误的是 (　　) A．空气中的氧气主要来自绿色植物的光合作用 B．工业上用分离液态空气的方法制取氧气 C．用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气 D．实验室常用加热二氧化锰的方法制取氧气 ４．在用过氧化氢或氯酸钾制取氧气时,常加入适量的二氧化锰,其目的是 (　　) A．增加生成氧气的质量 B．使生成的氧气更纯净 C．增大生成氧气的速率 D．减小生成氧气的速率 ５．下列关于催化剂的叙述中,正确的是 (　　) A．催化剂能增大其他物质在化学变化中的反应速率 B．催化剂在反应前后性质和质量均发生改变 C．二氧化锰在任何反应中都能作催化剂 D．过氧化氢制氧气时,如果不加催化剂,得到氧气的质量会减少 ４２　 ６．把液态空气盛在一只烧杯中,将燃着的木条放在烧杯口,木条　　　　;当液态空气蒸发余 下约１/５后,再将带火星的木条伸入烧杯中,可观察到的现象是　　　　　　　　.产生上 述两种不同现象的原因是 　 　. ７．将紫黑色固体 A加热得到固体B和C,同时得到无色气体D,D能使带火星的木条复燃.常 温常压下,把E的稀溶液滴在固体C上,也会迅速产生气体 D,而反应前后固体C的质量和 化学性质没有变化. (１)写出物质的名称:A　　 　　　;C　　　 　　;D　　　 　　;E　　　　 　. (２)写出上述两个变化的文字表达式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. ８．已知二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂,兴趣小组的同学想探究过氧化氢分解有没有其 他催化剂. 【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂? 如果能,其催化效果如何? 【实验探究】 实验步骤 实验现象 １．分别量取５mL５％的过氧化氢溶液加入 A、B两支试管中,向 试管 A中加入１g氧化铁粉末,再分别向两支试管中伸入带火星 的木条,观察现象 试管 A中产生气泡,带火星的木条 复燃,试管B中无明显现象 ２．待试管 A中不再产生气泡后,重新加入过氧化氢溶液,并把带 火星的木条伸入试管中,如此反复多次试验,观察现象 试管 A中均产生气泡,带火星的木 条均复燃 ３．将实验２中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣洗涤、干燥,称得 所得固体的质量为ag ４．分别量取５mL５％的过氧化氢溶液加入C、D两支试管中,向试管 C中加入１g氧化铁粉末,向试管中D加入bg二氧化锰粉末,观察 现象 【实验结论】 (１)试管 A中产生的气体是　　　　. (２)实验２证明氧化铁的　　　　在反应前后没有发生变化.实验３中如果a＝　　　　, 则证明氧化铁的　　　　在反应前后没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂. (３)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式:　　　　　　　　　　　　　　　　. 【实验评价】 (４)设计实验４的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,其中b＝　　　　.若实验４ 观察到试管D中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 　. 的酒精与氧气接触最充分,燃烧最充分　(３)剧烈 燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体　(４)反应条 件都是点燃(或反应都放出热量等,答案合理即可) 第３节　氧气的制备 第１课时　氧气的工业和实验室制法 课堂反馈 １．B　２．B　３．D　４．C　５．A　６．熄灭　带火星的 木条复燃　蒸发液态空气时,沸点较低的氮气先蒸 发出来,氮气不支持燃烧,所以燃着的木条熄灭;余 下约１/５时,几乎都是氧气,氧气能支持燃烧,所以 带火星的木条复燃　７．(１)高锰酸钾　二氧化锰　 氧气　过氧化氢 (２)高锰酸钾 加热 →锰酸钾＋二氧 化锰 ＋ 氧 气 　 过 氧 化 氢 二氧化锰 → 水 ＋ 氧 气 　 ８．(１)氧气　(２)化学性质　１　质量　(３)过氧化 氢 氧化铁 →水＋氧气　(４)比较氧化铁与二氧化锰对 过氧化氢分解的催化效果哪个更好　１　二氧化锰 对过氧化氢分解的催化效果更好 第２课时　氧气的实验室制取 课堂反馈 １．D　２．A　３．D　４．D　５．(１)试管　锥形瓶 (２)高锰酸钾 加热 →锰酸钾＋二氧化锰＋氧气　A　 在试管口放一团棉花　收集前集气瓶中的水没有 装满(或导管口刚出现气泡就开始收集)　E　集气 瓶口有大气泡向外冒出 　(３)B　(４)过氧化氢 二氧化锰 →水＋氧气　可以控制液体滴加的速率,获 得平稳的气流 第４节　水的组成和净化 第１课时　探究水的组成 课堂反馈 １．A　２．C　３．D　４．C　５．D　６．(１)２∶１　(２)氢 气和氧气的实际体积比与理论体积比不符　(３)氧 气比氢气易溶于水(或生成的氧气与电极发生 反 应)　(４)①电极上均有气泡产生,液面逐渐下降, 管 A、B内气体的体积比约为１∶２　液面上升　水 通电分解产生氢气和氧气,使管 A、B内压强增大, 把水压入管C中　②氧　带火星的木条　氢　氢 气＋氧气 点燃 →水　③氢气难溶于水,氧气不易溶于 水,氢气和氧气的密度均比水小 第２课时　水的净化　水资源的综合利用 课堂反馈 １．C　２．C　３．D　４．A　５．C　６．B　７．(１)烧杯 　漏斗　铁架台　(２)①向漏斗中加入液体时没有 用玻璃棒引流　②滤纸边缘高于漏斗边缘　③漏 斗下端管口的尖端没有紧靠烧杯内壁　８．(１)过滤 　吸附　物理　(２)①③④⑥⑦　(３)肥皂水　煮 沸 (４)③ 第２章复习 知识归纳 一、１．(１)白烟　１/５　(２)磷＋氧气 点燃 →五氧化二 磷　(３)１/５　(４)红磷的量不足　装置气密性不好 　没有冷却到室温就打开止水夹　止水夹没有夹 紧　燃烧匙伸入集气瓶过慢,瓶内气体受热逸出　 (５)７８％　２１％　０．９４％　０．０３％　０．０３％　２．两 种或两种以上　一种 二、１．绿色植物的光合作用　人和动植物的呼吸作 用　可燃物的燃烧　２．(１)无　无　气　稍大于　 不易　淡蓝　(２)比较活泼　①碳＋氧气 点燃 →二氧 化碳　②铁＋氧气 点燃 →四氧化三铁　③硫＋氧气 点燃 →二氧化硫　④石蜡＋氧气 点燃 →二氧化碳＋水　 (３)剧烈　缓慢　都放热,都是氧化反应　剧烈氧 化的反应速率快,缓慢氧化的反应速率慢　３．支持 燃烧　供给呼吸　４．(１)分离液态空气　(２)高锰 酸钾　过氧化氢溶液　氯酸钾　二氧化锰　催化 作用(或作催化剂)　高锰酸钾 加热 →锰酸钾＋二氧化 锰＋氧气　过氧化氢 二氧化锰 →水＋氧气　氯酸钾 二氧化锰 加热 →氯化钾＋氧气　(３)排水法　向上排空气 法　氧气不易溶于水且不与水反应　氧气的密度 比空气大且不与空气中的成分反应　(４)将带火星 的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则收集的气体 是氧气　(５)集气瓶中水已经排完且瓶口有较大气 泡向外冒出　带火星的木条放在集气瓶口　木条 复燃　５．化合　分解 三、１．(１)水 通电 →氢气＋氧气　(２)氢气＋氧气 点燃 → 水　水由氢元素和氧元素组成　２．(１)较多含钙、 镁离子的可溶性物质　肥皂水　产生泡沫较少并 形成白垢　煮沸　蒸馏　(２)不溶于液体的固体物 质　液体　一贴、二低、三靠　(３)沉降　过滤　吸 附　杀菌消毒　沉降　使悬浮颗粒发生凝聚而沉 降　杀菌消毒　蒸馏　３．节约用水　合理用水　 防止水污染 课堂反馈 １．C　２．C　３．D　４．A　５．D　６．C　７．B　８．B ９．B　１０．D　１１．B　１２．B　１３．D　１４．D　１５．D １６．(１)①水 通电 →氢气＋氧气　２∶１　②点燃气体, 如果气体燃烧,发出淡蓝色火焰,则为氢气　③氢 元素和氧元素　(２)①明矾　②过滤　③活性炭　 ④化学　１７．(１)锥形瓶　(２)高锰酸钾 加热 →锰酸 钾＋二氧化锰＋氧气　防止高锰酸钾粉末进入导 管造成堵塞或污染水槽　外焰　(３)A　不能　 (４)①硫＋氧气 点燃 →二氧化硫　②大于　(５)铁＋氧 气 点燃 →四氧化三铁　①火柴即将燃尽　防止反应产 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２􀅰