2.3 氧气的制备 课件-2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)上册

沪教版化学九年级上册 第二章 空气和水资源 第3节 氧气的制备（1） 你已经知道什么？ 医院里供氧要大量氧气，动植物呼吸无 时无刻都需要氧气，既然这样，空气中 的氧气会不会大幅减少呢？ 通常情况下，空气中氧气的含量不会大幅减少，这是因为绿色植物的光合作用所产生的氧气，弥补了自然界中氧气的消耗，使空气中氧气的含量保持恒定。这就是自然界中的氧循环（图 2-10）。 归纳：氧气的制取方法 自然界中植物通过光合作用产生氧气 1 你能写出光合作用的文字表达式吗？ 自然界中植物通过光合作用产生氧气 1 生活、医疗中有很多地方要 大量使用氧气，总不能全靠 植物的光合作用吧！ 归纳：氧气的制取方法 工业制取氧气——分离液态空气法 2 交流与讨论 在分离液态空气制取氧气时，一般先将空气除尘净化，除去二氧化碳和水蒸气，获得净化后的氮气和氧气的混合物。 已知在 1.01×105Pa 时，氧气的沸点为 - 183℃，氮气的沸点为 - 196℃。请和同学讨论从该混合物中获取氧气的方案。 在低温、加压的条件下，空气被液化。将温度控制在氮气与氧气的沸点之间，将沸点较低的液态氮先蒸发出来，剩下的就是沸点较高的液态氧。液态氧一般储存在钢瓶里，以便运输和使用。 原理：利用液态空气中液 态氮和液态氧的沸点不同 物理变化 联想与启示 空气是工业上制取氧气价廉易得的原料，但上述过程需消耗大量的能量，储存和运输也不方便。随着科学技术的进步，工业制氧气的方法也有了新的发展。请你查阅资料并与同学交流，提出一种制取氧气的新思路、新工艺。 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，让空气通过特殊薄膜或多孔性材料（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。 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。 空气→压缩机→气水分离器→空气干燥→过滤装置→膜分离组件→氧气 （其他气体从膜分离组件排出 ） 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。 （流程图：空气→压缩机→过滤器→冷干机→过滤器→缓冲罐→制氧主机→工艺缓冲罐→氧气 ） 在实验室中，我们就必须 用实验室制法来制取氧气了。 归纳：氧气的制取方法 实验室制取氧气 3 应选用怎样的药品 ？又该如何设计实 验方案呢？ 物质制备的要求 利用化学反应制备物质，应选择价廉易得的物质为原料；物质制备的装置要安全可靠，物质制备反应的条件要便于控制，生成物要易于分离和收集；物质制备过程中能源的消耗要尽可能少，要尽量避免对环境造成不利的影响。 实验室制取氧气 ├─ 药品 │ ├─ 必须含有氧元素 │ ├─ 环保 │ └─ 价格便宜 └─ 制取方案 ├─ 原料、条件的最佳经济效益原则 ├─ 过程方法的最简便易行原则 └─ 原料、过程、产品的绿色环保原则 药品的选择 汞俗称水银，是有毒性的，不适合用来制取氧气。 通电需要耗费电资源，不节能，也不适用于实验室制氧。 在实验室，我们通常选用这三种原理进行氧气的制取。今天我们先来学习用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气。 O2 MnO2 K2MnO4 KMnO4 阅读教材第54页，观察图，然后完成下列填空。 药品 反应物状态 实验原理 高锰酸钾 紫黑色的晶体 发生装置 固体加热型 收集装置 排水集气法 气体的收集方法 收集某种气体的方法，主要取决于这种气体的性质。例如，不与空气反应的气体，密度比空气大的用向上排空气集气法收集（图 2 - 16a），密度比空气小的用向下排空气集气法收集（图 2 - 16b）。不易溶于水、不与水反应的气体可以用排水集气法收集（图 2 - 16c）。 【实验步骤】 （2）装药品 （4）点燃酒精灯加热 （5）收集气体 （6）把导管移出水面 （3）固定装置 （7）熄灭酒精灯 （1）连接装置，检查装置气密性 谐音巧记： 茶庄定点收利息 方法导引 高锰酸钾分解制氧气实验的注意事项 检查装置的气密性。 在试管口放置一小团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或污染水槽。 气体收集完毕时，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。 【实验现象】 导管口有气泡不断冒出，将导管放入到集气瓶中，集气瓶中的水减少，气体不断增多，直至充满整个集气瓶。 【验证方法】 把带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃。 （1）用排水法收集：当集气瓶没有水只有气体，证明已收集满。 （2）用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满。 【验满方法】 盖上毛玻璃片，正放在桌子上。 【放置方法】 例 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 氧气的实验室制法 A 素养考点 1 C 2．在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是（　　） A．用排水法收集时O2 ，集气瓶装满水 B．用向上排空气法收集O2 时，导管伸入到集气瓶的 底部 C．用排水法收集O2 时，导管口冒出气泡，立即收集 D．用排水法收集O2 ，收集满后，在水下盖上玻璃片 这是什么装置？ 嗨！刚学过，高锰酸钾分解 制取氧气！ 这两个装置有差异吗？ 催化剂，我们留到下节课学习 下 课 tv.sohu.com v3.2.7 20130131 Lavf58.12.100 $$