课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时（教学课件）化学沪科版五四学制2024八年级全一册

该初中化学课件聚焦氧气的制取，涵盖工业分离液态空气法和实验室高锰酸钾、过氧化氢分解法，通过“深吸一口气”的生活情境导入，从工业制法（物理变化）过渡到实验室制法，构建实验步骤、装置选择等知识支架。 其亮点是以实验探究为主线，结合科学思维（如“茶庄定点收利息”谐音记忆实验步骤）和科学探究与实践（过氧化氢分解等实验），渗透化学观念（催化剂“一变二不变”）。助力学生形成气体制取思路，教师可直接用于教学，提升效率。

过氧化氢分解制备氧气现在我们做过氧化氢分解制备氧气的实验。实验，用5%的双氧水溶液、二氧化锰做催化剂。分液漏斗用来添加双氧水溶液。把二氧化锰放入圆底烧瓶中。上面是双孔塞。对导管导出氧气，用向上排空气法进行收集。打开分液漏斗的旋塞，使双氧水溶液流入烧瓶中。双氧水与二氧化锰迅速分解生成氧气。带火星的木条复燃，说明氧气已经收集满了。 第一步，将玻璃管插入带孔橡皮塞，先将玻璃管待插入的一端用水润湿，左手拿橡皮塞，右手拿玻璃管。然后对准橡胶塞上的孔，稍微用力按一个方向，边转动边插入。第二步，连接玻璃管和胶皮管，先用水润湿玻璃管口，左手拿胶皮管，右手拿玻璃管，然后稍稍用力边转动边插入。 按前面的方法，将与橡皮塞连接的导管和胶皮管相连。第四步，检查装置的气密性，将装置中导管的出口放入盛有水的烧杯中，然后用手紧握住试管，观察导管口有没有气泡冒出，如有气泡冒出说明不漏气。松开手，可以观察到水会沿着导管倒流，形成一段水柱。 工业制氧气分离液态空气法将空气通过过滤器，可以除去空气中的灰尘，再经压缩机加压，接着在制冷装置中用液氮冷却，压缩的冷空气经膨胀变成零下200度的液体，空气进入精馏塔中，然后慢慢加热。当温度升高到0下196度时，达到氮气的沸点，氮气被分离出来继续升温。当温度达到0下186度时，氩气被分离出来。当温度达到0下183度时，达到氧气的沸点，氧气被分离出来，分离出的氧气被装在天蓝色的钢瓶中。由以上我们可以得出，分离液态空气法制氧气的过程属于物理变化，利用的是氮气和氧气的沸点不同来进行分离。 实验一。试管中盛有适量5%过氧化氢溶液。把带火星的木条伸入试管中。观察到木条没有明显的变化。实验2。用电子天平称取0.5克二氧化锰装入试管中。再向试管中加入适量5%过氧化氢溶液。观察到试管中有大量气泡生成。把带火星的木条伸入试管中，木条复燃说明有氧气生成。实验3。在上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液。并把带火星的木条伸入试管，观察到试管中有气泡生成，带火星的木条复燃，待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作。观察到试管中再次有气泡生成，带火星的木条复燃。实验后，把二氧化锰洗净干燥，再冲凉，发现二氧化锰的质量仍为0.5克。 主题2 常见的物质（上） 专题3 空气、氧气、二氧化碳 课题3 氧气和二氧化碳的制备 第1课时 怎样获得氧气 八年级化学 全一册·沪科版2024 学习内容导览 2 工业制氧气 1 实验室制取氧气 2 明·学习目标 1.通过实验探究，初步学习氧气的实验室制法。 2.初步总结实验室制取气体的一般思路和方法。 3 引·新课导入 同学们请深吸一口气，你吸入了什么？ 氧气如此重要，我们如何大规模地获得纯净的氧气呢？今天，我们就化身“制氧工程师”，一起揭开氧气制取的神秘面纱！ 4 怎样获得氧气 01 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 在实际生产生活中，人们会根据对氧气需求量的不同选择不同的制备方法。 工业生产对氧气的需求量非常大，如富氧炼钢工业，就从空气这种无处不在的原料中获得氧气; 在实验室中对氧气的需求量较小，可以从某些含氧元素的物质中获得氧气。 工业制法 实验室制法 工业制备氧气要考虑原料是否易得、成本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影响等。因此工业上采取分离液态空气的方法获取大量的氧气。 6 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 工业制取氧气 7 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 分离液态空气法的流程示意图 空气 液态 空气 (低温) (加压 ) (升温) 氮气 氧气 -196 ℃ 沸点 沸点 -183 ℃ DLHX 原料易得、成本低廉 淡蓝色液体 物理变化 利用空气中各成分的沸点不同，物理变化 在实验室里如何获得氧气呢？ 8 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 在实验室里，常采用制取氧气得方法： 1.用高锰酸钾（或氯酸钾）制氧气 2.分解过氧化氢溶液制氧气 9 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 连接仪器 10 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 检查装置气密性 11 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 1．仪器连接 2.检查装置气密性 把玻璃管插入橡胶塞（玻璃管一端用水润湿，转动插入 在玻璃管上套上乳胶管（玻璃管一端用水润湿，转动插入） 用橡胶塞塞住试管 （旋转塞入） 先将导管一端伸入水中，再用手紧握容器外壁。如果导管口有气泡冒出；松开手掌，导管口部有水柱上升，稍停片刻，水柱并不回落，就说明装置不漏气。 12 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 讨论与交流：为什么有气泡冒出且形成水柱，说明气密性良好?若无气泡冒出，你会怎么做? 检查装置气密性时要保持在密闭系统中进行，由于捂热试管，气体膨胀，导管口就会有气泡冒出，松开手，气体冷缩，气压减少，因此导管口会形成一段稳定水柱。 找到到漏气部位重新连接仪器。 13 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 实验探究：过氧化氢在二氧化锰存在下的分解 (1)用量筒量取4mL5%的过氧化氢溶液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。观察并记录实验现象。 (2)另取一支试管，加入少量二氧化锰，再量取4mL5%的过氧化氢溶液，加入试管中，然后将带火星的木条伸入试管。观察并记录实验现象。 现象记录: 。 实验结论: 。 拓展思考：如何用实验探究二氧化锰在反应前后质量和化学性质有无变化? 14 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 15 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 实验编号 现象 分析 一 二 三 结论 常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。 带火星的木条不复燃 二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。 加入二氧化锰后，带火星的木条复燃 重新加入过氧化氢溶液，带火星的木条复燃 氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。 二氧化锰能加快过氧化氢制氧气的速率，二氧化锰本身未见变化 16 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 催化剂是指能改变其他物质的反应速率，但其本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质。 催化剂的作用概括为：“一变，二不变” 能改变其他物质的反应速率。 可以是加快、也可以是减慢 自身的质量和化学性质不变在反应前后都没有发生变化。 催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 17 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 18 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 (1)组：组装仪器 (2)查：检查装置的气密性 (3)装：向反应容器中装入固体试剂 (4)塞：塞紧双孔胶塞 (5)滴：向反应容器中滴加过氧化氢溶液 (6)收：收集气体 注意：先装固体后装液体 19 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 向上排空气法： 条件：密度比空气大， 不与空气中成份反应。 优点：气体干燥。 缺点：不纯净。 注意： 导管要接近集气瓶底部，便于排净瓶内空气 将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气已集满； 验满方法 20 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 加热 高锰酸钾 KMnO4 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 K2MnO4 O2 MnO2 加热高锰酸钾 (KMnO4) 加热 氯酸钾 KClO3 氯化钾 + 氧气 KCl O2 加热氯酸钾(KClO3) 和二氧化锰 （MnO2） 21 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 实验探究：加热高锰酸钾制取氧气 (1)在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放一团玻璃棉，按图3.23所示，以从下到上、从左到右的顺序搭建好装置。预先准备好1~2个盛满水的集气瓶，倒扣在水槽中。 (2)点燃酒精灯并在试管底部来回移动，以使试管底部 受热均匀。然后，集中加热高锰酸钾，待导管口出现 稳定气流后，将导管伸入集气瓶，开始收集气体。 (3)集气瓶中水全部排出后，用毛玻漓片盖住瓶口， 取出集气瓶放于桌面。将导管移出水槽，然后熄灭酒精灯。 22 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 23 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 ①查—连接仪器，检查装置气密性； ②装—试剂装入试管，使之平铺在试管的 底部，管口塞一小团棉花； 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（须预热,防止试管炸裂）； ⑤收—排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集）； ⑥离—实验完毕，先把导管撤离水面； ⑦熄—熄灭酒精灯，停止加热，冷却后拆除装置。 谐音记忆：茶庄定点收利息 （5）实验步骤： 24 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 装置要点： 发生装置 ① ①酒精灯用外焰加热； ② ②试管口略向下倾斜； ③ ③铁夹在距试管口1/3处； ④ ④导气管略出胶塞。 ⑤ ⑤防止高锰酸钾粉末沿导气管进入水槽。 25 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 4、检验方法 排水法 （2）、何时收集满？ 将带火星的木条深入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气。 3、收集方法 讨论：（1）、用排水集气法应什么时候开始收集？为什么？ 气泡连续均匀放出时开收集，开始排出的是空气。 当集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已集满。 26 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 1. 试管口要略向下倾斜？ 讨论：小组内讨论以下问题 防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 2. 试管口塞一团棉花？ 3. 橡皮塞的导气管稍露出？ 便于气体导出。 防止冷凝水倒流使试管炸裂。 防止水倒吸使试管炸裂。 4. 先将导管移出水面，后停止加热？ 27 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 拓展思考： 1、结合图3.22和图3.23，指出收集氧气的方法有哪些不同，分别主要利用了氧气的什么性质。 2、实验结束时先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，若改变顺序可能有什么后果? 1、图3.22是向上排空气法，氧气密度比空气大，不与空气中成份反应。 图3.23是排水法，氧气不易溶解于水，不与水反应。 2、若改变顺序，水倒吸进入试卷，使试管炸裂。 28 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 思考：选择气体收集装置的依据是什么？ a、气体的密度 ；b、溶解性；c、是否与空气和水反应 收集装置的类型 排水法： 条件：不易或难溶解于水， 不与水反应。 优点:收集的气体较纯。 缺点：不干燥。 向上排空气法： 条件：密度比空气大， 不与空气中成份反应。 优点：气体干燥。 缺点：不纯净。 向下排空气法： 条件：密度比空气小， 不与空气中成份反应。 优点：气体干燥。 缺点：不纯净。 29 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 收集氧气应该用什么方法？ 根据氧气的密度和溶解性选择收集装置 氧气不易溶于水 排水集气法 向上排空气法 氧气密度比空气大 讨论与交流： 对比两种氧气实验室制法的异同，并思考:加热高锰酸钾和分解过氧化氢制取氧气的发生装置能否互换?选择实验室制取气体的发生装置，应该考虑哪些因素? 30 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 2、发生装置的类型 固液不加热装置 固体加热装置 制取气体的装置 a、反应物的状态；b、反应发生的条件 1、思考：选择气体发生装置的依据是什么？ 实验装置包括气体发生装置和气体收集装置。 31 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 固固加热型 一、适用范围：反应物是固体（一种或多种）； 反应需要加热 二、注意事项： 1、试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂 2、夹持试管中上部 3、导管稍露胶塞：便于气体的导出 4、试管外壁不能有水 5、用外焰加热 32 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 固液不加热型 一、适用范围： 反应物为固体和液体，反应不需加热。 二、装置注意事项： 1、导管稍露胶塞 2、长颈漏斗末端伸到液面以下： 防止气体从长颈漏斗逸出 3、分液漏斗末端不用伸到液面以下 33 探·知识奥秘 一、怎样获得氧气 实验室制取气体的一般思路 根据反应原理选择原料 根据反应物状态和反应条件 选择制气装置 根据生成气体的性质（物理) 选择收集装置 操作方法、检验、验满方法等 固固加热型 固液不加热型 34 【典例1】（24-25九年级上·广东东莞·阶段练习）对于分离液态空气得到较纯净氧气的过程，以下分析不正确的是（ ） A．利用了气体沸点不同 B．先分离出氮气，再分离出氧气 C．分离得到的氧气是混合物 D．该过程主要是化学变化 D 析·典型范例 35 【变式】（24-25八年级下·上海宝山·期中）工业生产如炼钢工业，常采取分离液态空气法和膜分离法制取大量的氧气。分离液态空气法利用液态氮和液态氧___________不同，实现氮和氧的分离。 A．密度 B．沸点 C．溶解度 D．比热容 膜分离法制氧是在一定压力下将空气透过分离膜，利用氧气和氮气渗透速率的不同，实现氮氧分离。渗透速率较快的气体在膜的渗透侧富集，渗透速率慢的气体被截留。流程如图所示。 46．从微观角度分析，空气经过压缩机时 发生改变的是___________。(不定项) A．分子种类 B．分子大小 C．分子间隔 D．分子排列方式 47．已知氧气被富集，则氧气的渗透速率___________氮气的渗透速率。 A．大于 B．小于 C．等于① B 析·典型范例 CD A 36 B 析·典型范例 【典例2】（24-25九年级下·上海）实验室制取氧气的过程主要有以下几个步骤，正确顺序是（ ） ①给试管加热，排出管内空气  ②检查装置的气密性  ③用铁夹把试管固定在铁架台上，并使 试管口略向下倾斜 ④将氯酸钾和二氧化锰的混合物放入试管中，用带导管的橡皮塞塞紧   ⑤用排水法收集氧气 ⑥熄灭酒精灯   ⑦将导管从水槽中取出 A．②④③①⑥⑦⑤ B．②④③①⑤⑦⑥ C．①②③④⑤⑥⑦ D．②①④③⑦⑥⑤ 37 【变式】（24-25九年级上·上海徐汇）实验室制取氧气装置如图。说法正确的是（ ） A．发生装置仅由药品状态决定 B．该装置能收集到纯净的氧气 C．当导管口有气泡产生就立即收集 D．制取氧气的原料一定含有氧元素 D 析·典型范例 38 理·核心要点 39 1．实验室用高锰酸钾和双氧水制取氧气的共同点是（ ） A．都使用二氧化锰作催化剂 B．反应都需要加热 C．都有两种生成物 D．都是分解反应 2．实验室用高锰酸钾制取氧气不需要用到的仪器是（ ） A．烧杯 B．集气瓶 C．导管 D．酒精灯 D 练·技能实战 A 40 4．工业制取氧气主要有下列步骤．将经过除尘、除二氧化碳、除水的空气进行下列操作： 下列有关说法不正确的是（ ） A．上述变化中，分子种类的没变 B．氮气的沸点比氧气的沸点低 C．步骤②得到的剩余液体为淡蓝色 D．储存在蓝色钢瓶里的“工业液氧”是纯净物 D 练·技能实战 41 3．某同学用KClO3和MnO2的混合物加热制取氧气，制取过程中MnO2的质量分数（即质量百分含量）随反应时间的变化关系正确的是（ ） B 练·技能实战 42 3．（24-25八年级下·上海·期中）过氧化氢在二氧化锰催化作用下，快速反应产生大量氧气。下列说法正确的是（ ） A．反应结束后，经过滤、干燥可得到纯净的二氧化锰 B．气球缩小，红墨水左移 C．二氧化锰可以增加产生氧气的质量 D．若不加入二氧化锰，很难观察到气球形状的改变， 因为过氧化氢不分解 AB 练·技能实战 43 4．如图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题： （1）写出仪器a、b的名称．a是 ，b是 ． （2）实验室用高锰酸钾制取氧气，在试管口放一团棉花的作用是 ， 写出该反应的符号表达式： 。 （3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，如需随时控制产生气体的量并节约药品，发生装置最好选用 ， 反应的符号表达式为 。 练·技能实战 C 锥形瓶 防止加热时高锰酸 钾粉末进入导管 酒精灯 44 练·技能实战 将带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，则氧气已满 a b 4．如图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置，请回答下列问题： （4）若用D装置收集氧气，检验氧气是否收集满的方法是 ． （5）欲使用G装置用排空气法收集氧气，则气体应从导管口的 端（填“a”或“b”）通入；欲使用G装置用排水法收集氧气，先将瓶中装满水， 再将气体从 端（填“a”或“b”）通入； 45 THANKS! 谢谢观看 八年级化学 全一册·沪科版2024 EVCapture4.2.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn EVCapture4.2.1软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf57.62.100 Lavf57.41.100 $null