2.3 制取氧气 课件-2024-2025学年人教版化学九年级上册

第二单元 空气和氧气 2.3 制取氧气 课时导入 潜水员在潜水时总是在身后背着一个氧气瓶。你知道氧气瓶中的氧气是怎样制取的吗？ 制取氧气 感悟新知 实验室常用以下两种方法来制取氧气： 1. 加热高锰酸钾 高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气 2. 常温下用过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物 过氧化氢 水+ 氧气 知识点 1 实验室制取氧气的原理 知1－讲 加热 二氧化锰 试管口要塞一团棉花 感悟新知 其中第一种方法属于固体加热型，第二种方法属于常温下固体和液体混合型。从安全、环保、节能、操作简便等方面考虑，最佳方案应是用过氧化氢分解产生氧气。该反应只需加催化剂就可在常温条件下进行，操作简便，节约能源，生成物为水和氧气，对环境无污染。 知1－讲 感悟新知 收藏夹： 高锰酸钾是一种暗紫色晶体; 二氧化锰是黑色固体; 过氧化氢溶液又名双氧水，是无色液体。 知1－讲 感悟新知 下列方法可用于实验室制取氧气的是( ) ①高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气 ②氧化汞 汞+ 氧气 ③过氧化氢 水+ 氧气 ④硝酸铵 水+ 氮气+ 氧气 A. ①② B. ①③ C. ①②③ D. 全部 B 例1 考向 实验室制取氧气反应物的选择 加热 二氧化锰 加热 知1－练 加热 感悟新知 解题秘方：根据实验室制取气体的特点来选择，如反应条件易达到，制得的气体较纯净，环保等。 解：实验室可以用高锰酸钾、过氧化氢溶液和二氧化锰分别在一定的条件下制取氧气；②中生成的汞是一种易挥发的有毒物质，实验室不宜选用；④中得到的氧气不纯净，也不适用于实验室制取气体。故只有①③适合实验室制取氧气。 知1－练 感悟新知 知识点 催化剂和催化作用 2 1. 概念 在化学反应中，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒) 。 催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 物理性质可能改变 知2－讲 特点 一变 改变化学反应速率，包含加快和减慢 两不变 反应前后催化剂本身质量不变、化学性质不变 感悟新知 2. 催化剂的特点 知2－讲 物理性质可能改变 不能决定反应能否发生， 不能改变生成物的质量 易错提示： 1. 催化剂能改变其他物质的化学反应速率，但并不一定是加快其化学反应速率。有的反应中催化剂是减慢反应速率。 2. 催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量。 感悟新知 知2－讲 感悟新知 3. 设计实验验证某物质是否为某反应的催化剂的方法 ①称量一定量的某物质，记录质量为m1 ②取两套相同的实验装置，装入同样质量的反应物，向其中一套装置内加入该物质，比较加入该物质前后反应速率是否改变(通常根据产生相同结果时所需时间来确定) 知2－讲 感悟新知 ③从反应后的混合物中分离提取出该物质(常通过溶解、过滤、洗涤、烘干等操作)，再称量质量，记录为m2，比较m1与m2是否相等 ④再取与②中相同的装置和相同质量的反应物，加入分离提取出的该物质，记录产生同样结果所需时间 知2－讲 感悟新知 [中考·抚顺] 下列有关催化剂的说法正确的是( ) A. 在化学反应后其质量减小 B. 催化剂只能加快化学反应速率 C. 在化学反应前后其化学性质不变 D. 过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂 C 例2 考向 理解催化剂的概念 知2－练 感悟新知 解题秘方：紧扣催化剂的定义“一变两不变”来判断。 解：催化剂能改变化学反应速率，不一定是加快化学反应速率，也可能是减慢化学反应速率，B 错误；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，A 错误，C 正确；用过氧化氢制取氧气时，可用二氧化锰、硫酸铜溶液等作催化剂，D 错误。故只有C 正确。 知2－练 感悟新知 实验室制取氧气： 知识点 3 实验室制取氧气的装置 反应 原理 过氧化氢 水+ 氧气 高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+氧气 加热 二氧化锰 知3－讲 发生装置及选择依据 固- 液常温型 固体加热型，试管口需放一团棉花 感悟新知 知3－讲 收集装置 感悟新知 知3－讲 感悟新知 特别解读： 1. 气体的发生装置可根据反应条件和反应物的状态来确定。根据反应条件可分为常温型和加热型，由此来确定是否需要酒精灯；根据反应物的状态可分为固体型和固液混合型。 2. 气体的收集装置可根据气体的密度和溶解性来确定。 知3－讲 感悟新知 [中考·吉林]如图1是在实验室制取气体时常用的装置。 例3 考向 实验室制取氧气的装置 图1 知3－练 感悟新知 (1) 仪器a 的名称是 ___________。 试管 知3－练 感悟新知 (2) 用加热KMnO4 的方法制取O2， 可以选用的发生装置是 ___________ (填序号) ， 反应的文字表达式为 __________________________________________ 。 C 高锰酸钾 锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气 加热 知3－练 感悟新知 (3) 用D 装置收集O2，验满的操作是 ________________ ___________________________________________。 将带火星的木条 放在集气瓶口，若木条复燃，则说明O2 已收集满 知3－练 感悟新知 解题秘方：根据反应条件和反应物的特点来选择发生装置。 解：(2) 装置B、C 都适合固体加热型制取气体，加热高锰酸钾制取氧气时，试管口需放一团棉花，防止高锰酸钾固体进入导管，因此选用C 装置。(3) 验满氧气时注意需将带火星的木条放在集气瓶口。 知3－练 感悟新知 1. 氧气的收集方法 (1) 排水法(氧气不易溶于水) ，如图2 中A。 (2) 向上排空气法(氧气的密度 比空气大) ，如图2 中B。 知识点 4 氧气的收集和验满方法 知4－讲 感悟新知 (3) 多功能瓶 （排空气法、排水法收集气体）。 排空气法收集氧气：装置A 中，氧气从a 端通入，空气从b 端排出； 排水法收集氧气：装置B 中，装满水后，氧气从b 端通入，水从a 端排出。 知4－讲 感悟新知 2. 收集氧气时验满的方法 (1) 用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃则说明氧气已收集满； (2) 用排水法收集氧气时，集气瓶口有较大气泡冒出时，则说明氧气已收集满。 知4－讲 感悟新知 特别提醒： 1. 用排空气法收集气体时：常用直角长导管，导管伸入到接近集气瓶底部，以排尽瓶中的空气，收集到较纯净的气体。 2. 用排水法收集气体时：用短的弯导管，放在集气瓶口，便于实验操作和水的排出，集气瓶中的水一定要装满，不能留有气泡。 知4－讲 感悟新知 特别提醒： 气体的收集方法与气体的密度和溶解性有关： 1. 难溶于水的气体可用排水法收集； 2. 密度比空气大的气体可用向上排空气法收集； 3. 密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。 知4－讲 感悟新知 下列是有关氧气的收集和验满的实验操作，其中正确的是( ) D 例4 考向 选择正确的收集、验满方法 知4－练 感悟新知 解题秘方：氧气密度大于空气，可用向上排空气法收集，验满时将带火星的木条放在集气瓶口。 解：氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，用向上排空气法收集气体时，导管末端应伸入到接近集气瓶底，不能放在瓶口，故A、B 均不对。氧气验满时，带火星的木条应放在集气瓶口，不能伸入瓶内，故D 正确。 知4－练 感悟新知 教你一招：1. 氧气验满时，一定要将带火星的木条放在瓶口，检验氧气时将带火星的木条伸入集气瓶中。 2. 选择正确的收集装置时，首先根据气体的性质选择合适的收集方法，如密度比空气大且不与空气中各成分反应，可选用向上排空气法收集，然后辨别装置的正误，如用排空气法收集时，导管末端应伸入到接近集气瓶底部。 知4－练 感悟新知 1. 概念：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。 知识点 5 分解反应 特别解读： 判断某反应是否是分解反应，首先判断是不是化学变化，再观察是否符合“一种反应物，多种生成物”的特点。若两点都符合则为分解反应，将一种混合物分离成多种纯净物的物理变化，不是分解反应。 知5－讲 感悟新知 2. 化合反应和分解反应的比较： 反应类型 分解反应 化合反应 概念 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，叫做化合反应 特点 “一变多” “多变一” 表达式 AB A+B A+B AB 联系 两者都是化学反应的基本反应类型 知5－讲 感悟新知 下列反应中，属于分解反应的是( ) A. 汞+ 氧气 氧化汞 B. 碳酸钙 氧化钙+ 二氧化碳 C. 石蜡+ 氧气 二氧化碳+ 水 D. 碳酸钙+ 盐酸 氯化钙+ 水+ 二氧化碳 B 例5 考向 辨别分解反应 高温 加热 点燃 知5－练 感悟新知 解题秘方：根据分解反应的特点“一变多”来判断。 解：A 符合“多变一”的特征，是化合反应；B 符合“一变多”的特征，是分解反应；C、D 的反应物都有两种，不属于分解反应。 知5－练 感悟新知 1. 分离液态空气制氧气 利用液态空气中液氮(沸点-196 ℃) 和液氧(沸点-183 ℃) 的沸点不同，采用低温蒸发的方法制得氧气。制取过程如图4 所示： 知识点 6 氧气的工业制法 图4 工业O2 不能用于医疗急救 知6－讲 感悟新知 易错提示： 工业制取氧气是利用液氮和液氧的沸点不同，采用低温蒸发的方法制得氧气，属于物理变化，工业制得的氧气中含有杂质，不纯净。实验室是利用化学反应( 即分解反应) 制取较纯净的氧气。 知6－讲 感悟新知 2. 利用膜分离技术得到富氧空气 在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。 知6－讲 感悟新知 下列对于分离液态空气制氧气的说法正确的是 ( ) A. 该反应属于分解反应 B. 首先分离出来的是氧气 C. 该变化属于物理变化 D. 该变化属于化学变化 C 例4 考向 理解工业制取氧气的原理 知6－练 感悟新知 解题秘方：分析工业制取氧气的原理可得出正确答案。 解：工业上利用了液态氮和液态氧的沸点不同，液氮的沸点低于液氧，首先分离出来的是氮气。该变化是物理变化，不是分解反应。 知6－练 课堂小结 氧气的制法 实验室制法 实验原理 发生装置 实验装置 收集方法 收集装置 工业制法 $$