2.3制取氧气导学案--2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

课题3 制取氧气 第1课时 催化剂和分解反应 【知识目标】 1. 了解氧气的工业制法，掌握利用液氧和液氮沸点不同分离液态空气的原理和过程。 1. 掌握实验室用高锰酸钾和分解过氧化氢制取氧气的实验原理、发生装置、收集装置、实验步骤、检验与验满方法。 1. 体会制取气体的一般思路和方法。 【学习重点】氧气的工业制法和实验室制法，包括实验原理、装置选择、实验步骤等。 【学习难点】实验室制取氧气的实验操作和注意事项，以及对实验现象的分析和解释。 【自主学习】阅读课本完成填空 一、氧气的工业制法 1.方法：分离液态空气法 2.原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。 3.具体过程：在低温下加压，使空气液化，然后升温，液态氮的沸点比液态氧的沸点低，氮气先蒸发出来，剩下主要是液氧。 二、氧气的实验室制法 在实验室中，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制氧气。 三、加热高锰酸钾制氧气发生装置 收集装置 1．试剂：高锰酸钾（暗紫色固体） 2．原理：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 3．装置： （1）发生装置：加热固体制气体（固体加热型装置） （2）收集装置： ①排水法收集：依据氧气不易 溶于水且不与水反应。 ②向上排空气法收集：依据氧气的密度比空气略大。 4．主要实验步骤： （1）查：组装仪器，检查装置的气密性； （2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞一小团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； （3）定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上； （4）点：点燃酒精灯加热（记得先预热，防止试管受热不均破裂）； （5）收：用排水法收集氧气； （6）离：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； （7）熄：熄灭酒精灯。 可简记为：“茶庄定点收利息”（每个字代表一个步骤：①查②装③定④点⑤收⑥移⑦熄）。 四、过氧化氢分解制取氧气 1．药品：过氧化氢（H2O2）溶液和二氧化锰（MnO2） 过氧化氢溶液俗名 “双氧水”，是一种无色溶液，过氧化氢在常温下可以分解放出氧气；二氧化锰是一种黑色粉末。 2．原理：过氧化氢水+氧气 3．实验装置： 发生装置：固液不加热型装置（固体与液体反应类型，不需加热） 收集装置：排水法、向上排空气法 4．实验步骤 （1）检查装置的气密性。 （2）向锥形瓶中加入二氧化锰固体。 （3）塞好带有分液漏斗(或长颈漏斗)和导管的双孔橡胶塞。 （4）向分液漏斗(或长颈漏斗)中加入过氧化氢溶液。 （5）用排水法(或向上排空气法)收集气体。 5．验满方法 （1）用排水法收集：当观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，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。 6．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。 【合作探究】 一、工业制氧气 导图记忆： 空气 降温加压 液态空气 升温蒸发 液态氧 氮气 沸点低（-196℃），先蒸发出来 贮存在蓝色钢瓶中 沸点较高（-183℃），得到液态氧，仍然是混合物 【特别提醒】分离液态空气制取氧气利用的是氮气和氧气的沸点不同，故为物理变化 二、氧气的实验室制法 在实验室中，常采用 或 分解等方法制氧气。 【知识拓展】实验室制氧气选择药品和反应时需考虑的因素： 1.制氧气的原料须是含氧的物质； 2.利用比较简单的实验条件就能较快得到氧气； 3.生成的气体成分单一，便于收集 。 （1）加热高锰酸钾制氧气 【注意事项】 ·药品要平铺在试管底部，均匀受热。 ·管口要塞上一团棉花。 ·试管内导管刚伸出橡胶塞。 ·加热时，应先预热，再用外焰集中加热盛放药品的部位，防止试管受热不均而破裂。 ·加热开始所产生的气泡不宜收集，当气泡连续、均匀放出时，再把导管口伸入集气瓶内收集氧气。 ·收集完毕后，先将移出导管，再熄灭酒精灯，是为了防止水倒吸入试管使试管破裂 。 （2）分解过氧化氢制氧气 【知识拓展】 固液不加热型不同装置的优点： （1）装置A简单，所用仪器少 （2）装置B方便添加液体药品 A B C （3）装置C可以控制液体药品的滴加速度，从而产生平稳的气流；其中分液漏斗可以用注射器代替。 【随堂练习】 1.工业制氧气采用分离液体空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ） A. 属于物理变化 B. 利用了物质的沸点不同 C. 先收集到的氮气沸点较低 D. 有新物质氧气生成 1. 工业上制取氧气的原理如图1所示，部分物质的沸点如图2。下列有关说法正确的是( ) A. 操作①中控制温度在 -183°C之上 B. 液态物质为液态氧气 C. 蓝色钢瓶中气体能用作燃料 D. 工业制氧气过程为物理变化 1. 如图所示为实验室用高锰酸钾制取氧气，其中有关试管的操作正确的是( ) A. 加入高锰酸钾 B. 连接橡胶塞和试管 C. 加热高锰酸钾 D. 洗涤试管 1. 高锰酸钾制取氧气的实验如图，下列操作符合安全规范的是( ) A. 连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧胶塞 B. 加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C. 结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D. 整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 5.如图是氧气的实验室制备、收集、验满、检验操作，错误的是( ). A. 氧气的制备 B. 收集氧气 C. 氧气验满 D. 氧气的检验 1. 实验室常用下图A、B所示的装置作发生装置制取氧气，小金又设计了下图C、D所示的装置用于制取氧气，下列相关叙述合理的是( ) A. A中试管口要略向下倾斜，是为了防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B. B中用过氧化氢分解制取氧气时，需定期向圆底烧瓶中添加二氧化锰粉末 C. 关闭C中弹簧夹a，并向上拉注射器的活塞，松开手后，若活塞下落到原位置，则装置气密性良好 D. 利用D装置，选用二氧化锰粉末与过氧化氢溶液制氧气，可控制反应的发生与停止 【课后作业】 考点1 氧气的工业制法 1.工业制取氧气主要有下列步骤。下列关于实验的说法正确的是 A．工业制氧气属于化学变化 B．从步骤②可以得出氮气的沸点比氧气的沸点高 C．步骤②剩余液体为淡蓝色 D．储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 2．空气可用于工业上制取氧气，其流程如图： (1)工业上制氧气的方法发生了 变化。(填“物理”或“化学”) (2)①所采取的方法是 (填“升温”或“降温”)。 (3)液态空气分离过程中 先被分离出来。 (4)氮气可用于保存容易变质的食物，是利用氮气的 不活泼。 (5)贮存在蓝色钢瓶中的氧气的用途是 。 a．气体肥料       b．医疗急救       c．气割气焊       d．炼钢 3．空气是一种宝贵的资源，空气中的各种成分广泛应用于各个领域。如图是以空气和其他必要的原料合成氮肥的工业流程。请按要求回答下列问题。 (1)步骤①中发生的是 变化(填“物理”或“化学”)。 (2)空气中体积分数最大的气体是 (填化学符号)。 (3)分离液态空气制得的储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是 (填“纯净物”或“混合物”)。 (4)写出步骤②中合成氨气的文字表达式 ，该反应属于 反应(填基本反应类型)。 考点2 加热高锰酸钾制氧气 1． 用高锰酸钾制氧气的操作过程，错误的是 A．检查气密性 B．制取气体 C．收集气体 D．检查气体 2．实验室用高锰酸钾制取氧气时，下列做法错误的是 A．在试管口放一团棉花，防止粉末状物质进入导管 B．导管口开始有气泡放出时不要立即收集，以免收集到的气体不纯 C．用高锰酸钾制取所需氧气后，要先熄灭酒精灯，然后再把导管移出水面，防止水槽中的水沿导管倒吸，使试管骤冷破裂 D．将收集满氧气的集气瓶正放在桌面上 3．实验室加热高锰酸钾制取氧气的部分操作如图所示，其中正确的是 A．连接实验仪器 B．检查装置气密性 C．装入高锰酸钾 D．点燃酒精灯 4．实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是 A．大试管、铁架台 B．酒精灯、水槽 C．集气瓶、导管 D．烧杯、玻璃棒 考点3 分解过氧化氢制氧气 1． “实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是 A．装入MnO2 B．制备O2 C．干燥O2 D．收集O2 2． 以下是“分解过氧化氢制取氧气”的部分实验操作，其中正确的是 A．连接装置 B．装入药品 C．倾倒溶液 D．收集验满 3．用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析不正确的是 A．用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下 B．乙实验中A处带火星木条不复燃，C处带火星木条复燃 C．乙实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 D．丙为该实验的图像 4．利用过氧化氢催化分解制备氧气，其中不正确的 A．  制备氧气 B．  收集氧气 C．  检验氧气 D．  干燥氧气 5．实验室用的过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，并进行铁丝燃烧实验。下列实验操作不规范的是 A．检查气密性 B．取用液体 C．收集氧气 D．铁丝燃烧 课题3 制取氧气 第2课时 催化剂和分解反应 【知识目标】 1. 明确催化剂的定义、特点和作用，能判断某种物质是否为反应的催化剂。 1. 认识分解反应，掌握其定义、表达式和特点，学会辨别分解反应。 1. 体会实验探究的一般思路，包括明确探究目的、设计实验方案、实施实验、获取证据、分析推理和形成结论。 【学习重点】1.催化剂的概念和特点。 2.分解反应的概念和判断。 【学习难点】1.催化剂概念的理解。2.实验探究思路的形成。 【自主学习】阅读课本完成填空 一、催化剂和催化作用 （1）概念：化学上把这种在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有发生变化的物质叫作催化剂。催化剂所起的作用称为催化作用。 （2）特点：①一变：能改变其他物质的反应速率，可以是加快，也可以是减慢； ②二不变：自身的质量和化学性质不变在反应前后都没有发生变化。 注意：①催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行； ②催化剂不是反应物，也不是生成物，写在反应条件上； ③一种催化剂仅针对某一些反应，并不是所有反应的催化剂； ④某一反应的催化剂可能不只一种，如氧化铁等也可做过氧化氢分解的催化剂； ⑤催化剂在化学反应前后化学性质不变，但是物理性质可能会改变。 过氧化氢在二氧化锰催化下产生氧气，这个变化的文字表达式是:过氧化氢水＋氧气 二、分解反应 1.概念：由一种反应物生成两种或两种以上的其他物质的反应，叫做分解反应。 2.反应特点：“一变多” 3.反应通式：AB→A+B 4.比较分解反应和化合反应 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 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 表达式 AB―→A＋B A＋B―→AB 特征 “一变多” “多变一” 实例 如：双氧水分解 如：红磷燃烧 共性 都是化学变化,都属于化学基本反应类型。 ①催化剂能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。 ②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。 ③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。 ④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化剂。如过氧化氢分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。 ⑤都是化学变化,都属于化学基本反应类型。 【随堂练习】 1．兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂，分别加入 10mL 相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图乙中曲线a、b所示。结合实验和曲线a、b分析，下列说法正确的是 A．催化效率更高的是土豆块 B．过氧化氢分解的反应是吸热反应 C．加猪肝块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是120s D．不同催化剂对反应产物的质量没有影响 2．2021年诺贝尔化学奖揭晓、两位科学家因“在不对称有机催化研究方面的进展”被授予该奖项。下列关于催化剂的叙述中，正确的是 A．在化学反应后其质量减小 B．在化学反应后其化学性质不变 C．催化剂只能加快化学反应速率 D．能使任何物质间都发生化学反应 3．如图所示，过氧化氢在催化剂碘化钾作用下可迅速分解生成气体，量筒中涌出柱状的泡沫被形象地称为“大象牙膏"。下列说法错误的是 A．实验过程中需要佩戴护目镜 B．碘化钾增加了产生气体的量 C．反应前后碘化钾的质量和化学性质不变 D．其他条件不变，过氧化氢溶液的浓度越大，涌出柱形泡沫 4．在H2O2分解制O2的反应中MnO2作催化剂，下列有关催化剂说法不正确的是 A．反应前后性质不发生改变 B．反应前后质量不发生改变 C．某些反应可使用不同的催化剂 D．某些催化剂可催化不同的反应 5．下列反应中属于分解反应的是 A．氧化钙+水→氢氧化钙 B．碳酸钙→氧化钙+二氧化碳 C．氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水 D．铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜 【作业布置】 考点1 催化剂及催化作用 1．对“过氧化氢的分解”开展如图所示的实验探究。下列说法正确的是 A．甲能和乙、丙、丁分别形成对比实验 B．甲和丙对比，探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响 C．乙和丙对比，探究温度对H2O2分解速率的影响 D．丙和丁对比，探究MnO2是H2O2分解的催化剂 2．有关催化剂的说法正确的是 A．化学反应后其质量减少 B．能改变化学反应速率 C．化学反应后其变成新物质 D．不参加任何反应 3．两份完全相同的过氧化氢溶液a和b，a中加入少量二氧化锰，b中不添加二氧化锰，放出氧气的质量与时间的关系图像正确的是 A．B．C． D． 4．兴趣小组按如图所示进行实验，容器中涌出的柱状泡沫被形象地称为“大象牙膏”。下列说法中，正确的是 A．产生的泡沫可以被点燃 B．反应前后催化剂质量减小 C．不使用催化剂也可得到“大象牙膏” D．实验后应将废液倒入指定容器内 5．半导体材料通常具有良好的光催化性能和光电化学性能，能够快速生成所需的活性物质并与目标物质发生反应。下列关于催化剂的说法正确的是 ①催化剂在反应前后质量和化学性质没有改变；②催化剂就是二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化铁(Fe2O3)、二硫化钴(CoS2)等；③催化剂加快了其他物质的化学反应速率；④催化剂改变了其他物质的化学反应速率。 A．①②③④ B．①④ C．只有① D．②④ 考点2 分解反应 6．下列化学反应中，既不属于化合反应也不属于分解反应的是 A．钠+氯气 氯化钠 B．二氧化碳+碳一氧化碳 C．碳酸氢钠碳酸钠+二氧化碳+水 D．丙烷+氧气 二氧化碳+水 7．1755年，布莱克通过煅烧石灰石CaCO3CaO+CO2↑第一次制得纯净的二氧化碳，该反应属于 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 8．下列反应属于分解反应的是 A．镁+氧气氧化镁 B．水氢气+氧气 C．锌+硫酸→硫酸锌+氢气 D．酒精+氧气→水+二氧化碳 9．下列关于“物质——在氧气中燃烧的现象——所属基本反应类型”的描述正确的是 A．铁丝——火星四射——化合反应 B．硫——发出微弱的淡蓝色火焰——化合反应 C．红磷——产生大量白烟——氧化反应 D．石蜡——发出白光——分解反应 10．下列化学反应既不属于分解反应又不属于化合反应的是 A．氢气+氯气氯化氢 B．碳酸→水+二氧化碳 C．铜+氧气氧化铜 D．甲烷+氧气二氧化碳+水 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $