内容正文:
第三节 氧气的制备
第二单元 空气与水资源
化学沪教版九年级上册
学习目标
1.了解实验室中制取氧气的主要方法和原理,认识催化剂和催化作用。
重难点
3.通过动手进行科学探究,在活动过程中对获取的信息进行加工处理,从而培养观察能力、分析能力、实验操作能力等。
2.练习连接仪器的操作,学习检查装置的气密性,能动手制取氧气。
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在医疗和工业等方面需要的大量氧气,这些氧气是如何获取的呢?
潜水氧气瓶
医用氧气袋
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已沸知:在1.01×105 Pa时,氧气的沸点为-183 ℃,氮气的沸点为-196 ℃ 。
请和同学讨论从净化后的氮气和氧气的混合物中获取氧气的方案。
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(降温)
(加压 )
蒸发
空气
液态空气
物理变化
-196 ℃
沸点
沸点
-186 ℃
沸点
-183 ℃
利用空气中各成分的沸点不同
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思考讨论
反应物含氧元素且廉价易得
反应条件简单容易达到
用带火星的木条
如果要通过化学方法在实验室制取氧气,反应物应具备什么样的条件,发生反应的条件应该是怎样的?如何检验收集到的氧气?
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催化剂,起催化作用
氧气的实验室制法:
(1) 药品:
(2) 实验室制取氧气的反应原理
过氧化氢溶液(过氧化氢+水)
、二氧化锰(黑色)
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2
H2O
O2
KMnO4
K2MnO4
O2
MnO2
高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
加热
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
加热
KClO3
KCl
O2
二氧化锰
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实验装置:
双氧水制氧气
发生装置
收集装置
哪部分是气体发生装置,哪部分是气体收集装置?
方法导引
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排水法
排空气法
密度比空气大
密度比空气小
不易溶于水且不与水反应的气体
不与空气成分发生反应且不污染空气
对气体的要求:
对气体的要求:
优点:收集到的气体纯净
不足:收集到的气体湿润
优点:收集到的气体干燥
不足:收集到的气体不纯
向上排空气法
向下排空气法
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实验步骤:
组装仪器
检查装置的气密性
向反应容器中装入固体药品
塞紧双孔胶塞
向反应容器中滴加过氧化氢溶液
收集气体
01
组
02
查
03
装
04
塞
05
滴
06
收
验满
07
验
合作探究
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1.形成密闭体系
连接仪器,将导气管的一端放入水中
2.改变压强
手握试管
3.观现象
若导管口有气泡冒出(松手一段时间后,有一段水柱倒吸入导管中)
4.得结论
则装置气密性良好,反之,则不好
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如何验证氧气已经充满集气了?
检验方法:
将一根带火星的木条放到瓶口,若带火星木条复燃说明氧气已集满。
思考讨论
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反应中,二氧化锰既不是反应物也不是生成物,只是一种催化剂,应算作一个反应条件,所以二氧化锰写在箭头的上方。
MnO2 只起加速 H2O2 分解的作用。
过氧化氢 水+氧气
催化剂
H2O2 H2O O2
这种在化学反应中能增大化学反应速率,但本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质称为催化剂。
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上述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,像这样的化学反应,称为分解反应。
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
分解过氧化氢(H2O2)溶液
H2O2
H2O
O2
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实验室利用高锰酸钾制取氧气
实验装置:
导管
水槽
铁架台
酒精灯
试管
集气瓶
方法导引
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实验步骤:
检查装置气密性
①
②
装入药品
③
固定仪器
④
点燃酒精灯
⑤
收集气体
⑥
导管离开水面
⑦
熄灭酒精灯
茶庄定点收利息
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演示实验
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(1)试管口略向下倾斜:
(2)导管不能伸入太长:
(3)试管口放一团棉花:
防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
防止药品中的水在试管口凝结,回流到试管底部导致试管炸裂。
有利于产生的气体排出。
略向下倾斜?
露出胶塞即可?
注意事项
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(4)排气法收集气体时,待导管口有均匀气泡冒出时再收集:
有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
(5)实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:
防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
待气泡均匀冒出再收集?
实验结束后先撤酒精灯?
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加热氯酸钾(KClO3)和二氧化锰(MnO2)的混合物制取氧气
加热
二氧化锰
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
KClO3
KCl
O2
实验原理:
氯酸钾(KClO3)
二氧化锰(MnO2)
药品:
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装入药品时不需要在试管口装一团棉花
实验装置:
实验步骤:同加热高锰酸钾制取氧气的实验步骤一致。
方法导引
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拓
展
小
课
堂
膜分离技术制取氧气
空气
富集氧气
一定压力下
具有富集氧功能的薄膜
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1.实验室用如图所示装置制取氧气,下列实验操作正确的是( )
A
A.加热前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B.先将导管口移入集气瓶,再开始加热
C.收集O2后,将集气瓶移出水槽,然后盖上玻璃片
D.停止加热时,先熄灭酒精灯,再移出导气管
解析:B.用排水法收集氧气时,当气泡均匀连续地放出时才开始收集氧气,不能先将导管口移入集气瓶,再开始加热,故B错误;C.用排水法收集氧气后,用玻璃片将瓶盖好后,移出水面正放在桌子上,故C错误;D.氧气收集完毕,如果先将酒精灯熄灭,则试管内压强变小,水会沿导管倒流进试管,故D错误。
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解析:A.用排水法收集,集气瓶中装满水,可以把集气瓶中的空气排尽,故正确;B.用排空气法收集氧气,导气管伸到集气瓶的底部,可以把集气瓶中的空气排尽,故正确;C.用排水法收集,没有等到气泡连续均匀放出时就开始收集,原试管内的空气进入集气瓶,故错误;D.用排水法收集O2,收集满后,在水下盖上玻璃片,可以防止空气的进入,故正确。
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( )
C
A.用排水法收集O2时,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
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3.有关反应过程中催化剂的说法正确的是( )
①质量减少 ②质量不变 ③性质不变 ④化学性质不变 ⑤加快化学反应速率 ⑥改变化学反应速率 ⑦二氧化锰是催化剂 ⑧增加生成物质量
A.②④⑥ B.②③⑤⑦⑧ C.①③⑥⑦ D.③④⑥⑧
A
4. 用氯酸钾制取氧气时,忘加二氧化锰的后果是( )
A. 加热时无氧气产生
B. 加热时产生氧气少
C. 产生氧气缓慢
D. 没有影响
C
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加热
氧气的制取
01
氧气的工业制法
02
氧气的实验室制法
高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
分离液态空气
膜分离法
过氧化氢 水+氧气
二氧化锰
氯酸钾 氯化钾+氧气
二氧化锰
加热
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再见
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