2.3制取氧气（第2课时氧气的实验室制取）讲义---2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

课题3　制取氧气 第2课时　氧气的实验室制取 类型一：固固加热型 一、制取氧气的仪器、操作步骤、注意事项（以KMnO4制取氧气并用排水法收集为例） 1.仪器：酒精灯、试管、　铁架台　、导气管、　水槽　、　集气瓶　。 2.实验步骤 (1)查：检查装置气密性 (2)装：装入固体试剂 思考1：试管口棉花的作用是　防止高锰酸钾粉末堵塞导气管　。 没有塞棉花会造成的后果是　堵塞导气管或水槽的水变红　。 (3)定：　固定仪器　 思考2：试管口为什么要略微向下？　防止冷凝水倒流，引起试管炸裂　。 思考3：导气管口为什么只需露出橡胶塞少许？ 　便于试管内的空气顺利排出　。 (4)点：点燃酒精灯加热 注意：加热试管前要先　预热　，再用酒精灯　外焰　对试剂集中处进行加热。 (5)收：收集气体 思考4：利用排水法收集气体，应在　气泡连续均匀冒出时　开始收集氧气。 刚开始冒出的气泡是　空气　，一有气泡冒出就开始收集氧气，会造成的后果是　收集的气体不纯　。 思考5：怎样才能知道你收集的氧气收集满了？ 　有气泡从瓶口逸出　。 (6)离：　从水槽中移离导气管　 (7)熄：熄灭酒精灯 思考6：实验结束时，应先　移出导气管　再　熄灭酒精灯　，这样做的目的是　防止水槽的水倒吸，引起试管炸裂　。 (8)撤：拆除装置 小结：实验步骤：查、装、定、点、收、离、熄、撤（谐音：茶庄定点收利息，撤） 3.可采用的收集方法 (1)排水法：原因　氧气不易溶于水　。 优点：　收集的气体比较纯净　，缺点：　气体不干燥　。 (2)向上排空气法：原因　氧气的密度比空气大　。 优点：　气体干燥　，缺点：　气体不纯　。 4.氧气的验满： 向上排空气法收集氧气时，验满的方法：　将带火星的木条放在瓶口，若木条复燃，则氧气收集满　 5.氧气的检验：　将带火星的木条伸入瓶内，若木条复燃，则为氧气　。 思考7：最后收集的氧气不纯，你分析可能的原因是：　①一有气泡冒出就收集；②集气瓶未装满水　。 二、一瓶多用 排空气法（左图），ρ气体<ρ空气，气体从　b　端进；若ρ气体>ρ空气，气体从　a　端进排水法（右图），气体从　b　端进入，水从　a　端流出 类型二：固液不加热型 三、H2O2溶液制取氧气 甲优点：　装置简单　；乙优点：　便于随时添加液体试剂　；丙优点：　便于控制反应速率　。 ◆注意：①乙装置中长颈漏斗要伸入液面以下（简称液封），防止　气体沿长颈漏斗逸出　。 ②试剂加入顺序：　先固后液　。 思考8：乙图如何检查装置的气密性？　液封，关闭弹簧夹，向长颈漏斗中加水，若水不下流，则气密性良好　 思考9：制取气体的装置的选择，是依据　反应物的状态　和　反应条件　进行选择。 1.如图是实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关该实验的说法不合理的是(　C　) A．试管口的棉花能防止固体堵塞导管 B．试管口朝下是为了防止冷凝水倒流 C．导管口刚有气泡冒出时就开始收集 D．反应完毕后应将导管及时从水中撤出 2.某气体可用下图所示方法收集，推测该气体一定具有的性质是(　A　) A．密度比空气大 B．易溶于水 C．无色无臭 D．化学性质活泼 3.（重庆开州区校级月考）实验用过氧化氢溶液制取氧气实验中，一定不需要用到的仪器是(　C　) A．铁架台、水槽 B．试管、集气瓶 C．酒精灯、烧杯 D．导管、单孔橡胶塞 4.用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢推进活塞时，如果该装置气密性良好，能观察到(　B　) A．有液体进入注射器内 B．长颈漏斗内液面上升 C．长颈漏斗管口产生气泡 D．长颈漏斗内液面低于瓶内液面 当缓缓推进活塞时，如果装置气密性良好，锥形瓶内的空气增多，压强增大，把水压入长颈漏斗中，长颈漏斗内液面上升，活塞停止运动时，则会形成一段稳定的水柱。 5.（重庆潼南区月考）实验室用KMnO4制取并用排水法收集较纯净的O2。下列实验操作的先后顺序合理的是(　D　) A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中 B．先向试管中加入KMnO4固体，再检查装置气密性 C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯 D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯 6.实验室用排水法制氧气时，装高锰酸钾的试管破裂，其原因可能是(　C　) ①装试剂前，忘了检查气密性　②试管口没有略向下倾斜　③试管没有先均匀预热　④收集完氧气，先熄灭酒精灯后取出导气管 A．只有①③ B．只有②④ C．②③④ D．①②③④ ①装试剂前，忘了检查气密性，可能导致收集不到氧气，不会造成试管破裂；②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；③试管没有先均匀预热，会造成试管受热不均匀而破裂；④收集完氧气，先熄灭酒精灯后取出导气管，水槽内的水可能倒吸入试管，使试管因骤然冷却而炸裂；故②③④中的原因会造成试管破裂。 7.氨气密度比空气小，极易溶于水，以下收集氨气的方法正确的是(　B　) A. B. C. D. A.由于氨气的密度比空气小，若采用向上排空气法收集，瓶口向上容易导致气体逸出，选项错误。B.向下排空气法能防止氨气逸出，放一团棉花在瓶口，能适当减少瓶内氨气的逸散，有时候也可不用棉花，也能达到收集的目的，B正确；C、D.由于氨气易溶于水，故不能用排水法收集，故C、D错误。 8.（教材实验改编）某化学兴趣小组同学在实验室进行如下实验，已知：①中木条不复燃，③中木条复燃。回答下列问题。 (1)①中木条不复燃的原因是　过氧化氢分解过慢，产生氧气较少，不足以使木条复燃　，请写出③中反应的文字表达式：　过氧化氢水＋氧气　。 (2)对比实验①③可得出的实验结论为　二氧化锰可以加快过氧化氢的分解　。 (3)除上述因素外，请根据所学知识推测影响过氧化氢分解速率的因素还包括　温度（或过氧化氢溶液浓度）　（写一点）。 9.实验室加热高锰酸钾制氧气，用排水法收集。 (1)制取氧气前要先检查装置的气密性，目的是为了　防止产生的气体逸出　。 (2)伸入制氧气试管里的导管不宜过长，原因是　有利于气体导出　。 (3)常在试管口塞一团棉花，其目的是　防止粉末状的高锰酸钾随氧气流进入水中或堵塞导管　。 (4)加热时先将酒精灯在试管下方来回移动，其目的是　使试管受热均匀　。 (5)用排水法收集氧气，当气泡　均匀、连续不断放出　时，开始收集。 (6)集满氧气的集气瓶应用毛玻璃片盖好，　正　放出实验桌上。 10.用高锰酸钾制取并收集氧气使用如图的装置，请回答下列问题： (1)写出有标号仪器的名称：a　酒精灯　；b　试管　；c　集气瓶　；d　水槽　。 (2)指出图中三处错误，并对应说明改正方法。 A　错误：试管口向上倾斜；改正：试管口略向下倾斜　； B　错误：导管口没有塞一团棉花；改正：导管口塞一团棉花　； C　错误：导管露出橡胶塞太长；改正：导管应稍露出橡胶塞　； (3)当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是　反应刚开始出来的气体为装置中的空气　； (1)根据图示可以辨认出a为酒精灯、b为试管、c为集气瓶、d为水槽。(2)A：为防止加热时冷凝水回流，需要将试管口略向下倾斜，故图示操作错误，改进方法为调整试管口略向下倾斜；B.为防止高锰酸钾小颗粒进出导管，需要在试管口放一团棉花，故图示操作错误，改进方法为在试管口加一团棉花；C.导管露出橡胶塞太长，改正方法为：导管应稍露出橡胶塞。(3)反应刚开始出来的气体为装置中的空气，则不宜收集，等到导管口气泡连续均匀冒出时再收集。 11.实验室常用的几种仪器如图所示 A 　 B　 　 　C　　　　D　　　E F 　 　 　G 　　 H　J　 　K　 　 　I (1)写出图中仪器名称B：　锥形瓶　；C：　水槽　。 (2)实验室加热高锰酸钾制氧气，写出文字表达式　高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气　，进行实验时，试管口要放一团棉花，目的是　防止粉末状物质进入导管　。加热时试管口要略向下倾斜，是为了防止　冷凝水回流，炸裂试管　。 (3)实验室常用硫化亚铁固体和稀硫酸溶液来制取硫化氢气体，硫化氢具有浓烈的刺激性气味，密度比空气大，极易溶于水。为获得平稳的气流，应选择的发生和收集装置的组合是　AEK（或BEK）　。 (1)由图可知，仪器B的名称是锥形瓶，仪器C的名称是水槽；(2)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，文字表达式为高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气；进行实验时，试管口要放一团蓬松的棉花，目的是防止粉末状物质进入导管；加热时试管口要略向下倾斜，是为了防止冷凝水回流，炸裂试管；防止粉末状物质进入导管；冷凝水回流，炸裂试管；(3)由于硫化亚铁固体和稀硫酸溶液分别为固态和液态，故应选择固液不加热型装置。又由于为获得平稳的气流，即能控制反应速率，故可采用注射器来调节加入液体的速度。 12.下图所示的装置中，收集氧气时可选用(　C　) A．①② B．②③ C．①⑤ D．①④ 因为氧气的密度比空气大并且氧气不易溶于水，所以可以选向上排空气法或排水法收集氧气，②和④的导管太短了，无法达到收集气体的效果，装置③一般用于收集密度小于空气的气体，与题意不符，综上可以用装置①和⑤来收集氧气。 13.用如图装置进行下列实验，不能实现的是(　D　) A．气体从b端通入，用于实验室收集氧气 B．若瓶内装有澄清石灰水，气体从b通入可检验其中是否混有二氧化碳 C．若瓶内装满水，可在b端连接量筒，收集气体并测量气体的体积 D．若瓶内装部分水，气体从a端通入，可观察气泡的速度 A.氧气的密度比空气大，进入瓶内时，是先在瓶底积聚，所以气体从长管b端通入，可用于实验室收集氧气，选项可以实现，故A不符合题意；B.若瓶内装有澄清石灰水，检验气体是否混有二氧化碳，保证二氧化碳与澄清石灰水充分接触，所以气体从长管b端通入，使气体充分流过液体，起到检验的目的，选项可以实现，故B不符合题意；C.若瓶内装满水，气体的密度比水小，气体应该从短管a端通入，将水从长管b端排出，可在b端连接量筒，排出水的体积即为收集气体的体积，起到收集气体并测量气体的体积的目的，选项能实现，故C不符合题意；D.若瓶内装部分水，气体从长管b端通入，才可观察气泡的速度，选项不能实现，故D符合题意。 14.在进行实验室制取和收集O2的过程中，有关做法不正确的是(　C　) A．选择装置①或②作为O2的发生装置 B．选择装置③或④作为O2的收集装置 C．装置④有气泡冒出时立即收集气体 D．将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下A.当用二氧化锰催化过氧化氢溶液制氧气时，选择装置①作为O2的发生装置，当用氯酸钾与二氧化锰的混合物加热制氧气时，选择装置②作为O2的发生装置，做法正确，故不符合题意；B.O2密度比空气稍大，且不易溶于水，选择装置③或④作为O2的收集装置，做法正确，故不符合题意；C.装置④有连续、均匀气泡冒出时，才可收集气体，做法错误，故符合题意；D.将装置①中的长颈漏斗下端管口插入液面以下，形成液封，防止产生气体从长颈漏斗逸出，做法正确，故不符合题意。 15.（跨学科实践）小云根据所学知识，自制一台“制氧器”，其装置如图所示。下列有关说法错误的是(　D　) A．反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液 B．过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润 C．过滤仓中气泡的多少可以判断氧气排出的快慢 D．该装置可以随时调控产生氧气的速率 A.反应仓中为固液常温下制取氧气，可以为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，故反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液，故A说法正确；B.氧气不易溶于水，过滤仓利用氧气不易溶于水的性质，使氧气湿润，故B说法正确；C.气体不易溶于水，可通过单位时间内气泡的多少判断气流的速度，则可以根据过滤仓中气泡的多少，判断氧气排出的快慢，故C说法正确；D.该装置不可以随时调控产生氧气的速率，故D说法错误。 16.（重庆九龙坡区月考）实验室常用如图装置制取气体，根据所学知识回答下列问题： 　　　　 　　　　 (1)写出实验仪器的名称：②　锥形瓶　。 (2)实验室用A、B装置都可以制取氧气，写出用B装置制取氧气的符号表达式：　H2O2H2O＋O2　。如果用高锰酸钾制取氧气，应选　A　（填序号）装置，但该装置还有一点不足之处是　未在试管口放一团棉花　。 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末混合来制取氧气，如果选择C作气体发生装置，其优点是　能够控制反应速率　。 (4)汽车尾气中的一氧化氮是一种大气污染物。它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气的略大，在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体，实验室中制取一氧化氮利用的收集装置是　D　（填字母）。 　G (5)若用G装置进行排空气法收集氧气，气体应从　b　（填“a”或“b”）端通入，应如何进行验满，方法是　将带火星的木条放置于a端管口，若带火星的木条复燃，则证明氧气已经收集满了　。（写出操作、现象、结论） 17.（重庆月考）根据如图装置，回答下列问题： (1)写出装置B中标号仪器名称：a　长颈漏斗　。 (2)装置A用于制取氧气，反应的符号表达式为　KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　，其试管口应略向下倾斜的原因是　防止冷凝水倒流，使试管炸裂　。 (3)若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，则应选择的发生装置为　C　（填标号），可用D装置收集氧气的依据是　氧气密度比空气略大　。 (4)G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置。氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从　a　（填“a”或“b”）进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，就可以用于测定氢气的体积，则量筒与G装置　b　（填“a”或“b”）连接。 (1)根据仪器的结构特点，装置B中标号a仪器名称：长颈漏斗。(2)用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；其试管口应略向下倾斜的原因是防止冷凝水倒流，引起试管炸裂。(3)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，发生装置可用B或C，其中C的分液漏斗能控制液体滴加速率，从而能控制反应的速率，若用过氧化氢溶液制取氧气，为了控制反应的速率，则应选择的发生装置为C；D装置是向上排空气法收集装置，可用D装置收集氧气的依据是氧气的密度大于空气。(4)G是一种可用于集气、洗气等的多功能装置，氢气是一种密度比空气小、难溶于水且与水不反应的气体，若用G装置收集氢气，氢气应从a进入G中；若将G装置内装满水，再连接量筒，利用排出水的体积等于氢气体积，就可以用于测定氢气的体积，则量筒与G装置b连接。 18.气体制取是重要的实验活动。 (1)写出仪器①的名称　铁架台　。 (2)若用A装置制氧气，连接好仪器后，装入试剂前需要进行的操作是　检查装置的气密性　， 若需要制取较纯净的氧气，应选择的收集装置是　D　（从装置A～D中选择）。 (3)若实验室用装置B制取氧气，发生反应的符号表达式为　KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　；欲收集氧气的体积分数为50%的气体，可将装置B和E（体积为200 mL）连接，若先向装置E中通入了50 mL空气，则还需通入的氧气的体积为　29　mL。 (4)已知：二氧化氮具有广泛用途，是一种有毒气体，密度比空气大，易溶于水，可用氢氧化钠溶液吸收，将铜粉和浓硝酸溶液混合加热可得到NO2，制取原理为Cu＋HNO3（浓）Cu(NO3)2＋H2O＋NO2↑，下列说法正确的是　D　。 A．可以用BC装置的组合来制备和收集NO2 B．若装置E没有水可用于收集NO2 C．若用装置A制取NO2，仪器只需要增加酒精灯即可 D．收集NO2时，应将装置G中装入适量氢氧化钠溶液连接在装置末尾进行尾气处理 (1)由图可知，仪器①为铁架台。(2)制取气体时，应先检查装置气密性，再装入试剂；氧气密度比空气大，且不易溶于水，可选向上排空气法或排水法收集，且排水法收集的气体较纯，则应选排水法收集。(3)B装置为加热固体的装置，且试管口塞一团棉花，适用于高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的符号表达式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑；空气中氧气的体积分数为21%，设通入氧气的体积为x，则＝50%，解得x＝29 mL。 学科网（北京）股份有限公司 $$