2.3 制取氧气（教材通解）化学新教材人教版九年级上册

第二单元 空气和氧气 课题3 制取氧气 一、氧气的工业制法 1.方法： 2.原理：利用 不同。 3.具体过程：在低温下加压，使空气 ，然后 ，液态氮的沸点比液态氧的沸点 ， 先蒸发出来，剩下主要是 。 二、氧气的实验室制法 （一）加热高锰酸钾制氧气 1．药品：高锰酸钾（ 色固体） 2．原理： 文字表达式： 符号表达式： 3．装置： （1）发生装置：加热固体制气体（ 型装置） （2）收集装置： ①排水法收集：依据氧气 溶于水且不与水反应。 ②向上排空气法收集：依据氧气的 。 注意：排水法收集的氧气较纯，但不干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但不纯。 4．主要实验步骤： （1）查：组装仪器，检查 ； （2）装：把药品装入试管内，平铺在试管底部，管口塞 ，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 ，防止试管受热不均破裂）； （5）收：用排水法收集氧气； （6）移：实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面（防止 ）； （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）。 5．注意事项 ①药品要平铺在试管底部，便于均匀受热; ②试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流至热的试管底部，使试管炸裂; ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部（或距试管口1/3处）; ④试管内的导管稍伸出橡胶塞即可，便于气体导出; ⑤试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 ⑥将集气瓶盛满水后，用玻璃片盖住瓶口，然后将盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒放入水槽中（瓶口在液面以下）; ⑦加热时先预热使试管均匀受热，再集中对药品部位加热; ⑧用排水法收集气体时，应注意当气泡连续并比较均匀地冒出时再收集，否则收集的气体会因混有空气而不纯; ⑨实验结束时，要先把导管移出水槽，然后再熄灭酒精灯，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂; ⑩集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放在桌面上，因为氧气的密度略大于空气，以此减少气体的逸散。 6．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 木条放在 ，若木条复燃，证明已收集满。 7．放置方法： 在桌子上，并盖上 。 （二）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 “ ”，是一种 色溶液，过氧化氢在 下可以分解放出氧气； 二氧化锰是 色粉末。 2．原理： 文字表达式： ； 符号表达式： ； 3．实验装置： ①发生装置：过氧化氢溶液与二氧化锰固体的反应在常温下进行，因此可选择装置A作发生装置; ②收集装置：通常状况下，氧气不易溶于水，可选择排水法收集（装置B）;氧气的密度比空气略大，可选择向上排空气法收集（装置 C）。 4．实验步骤 （1）检查装置的气密性。 （2）向锥形瓶中加入 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 (或 排空气法)收集气体。 三、探究过氧化氢分解制取氧气过程中二氧化锰的作用 实验编号 实验步骤 现象 分析 （1） 在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，伸入带火星的木条，观察现象。 木条 常温下，过氧化氢分解 （2） 向上述试管中加入少量二氧化锰，伸入带火星的木条，观察现象。 产生 ，木条 二氧化锰能 过氧化氢的分解 （3） 待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液；把带火星的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。 产生 ，木条 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起 产生氧气的作用 结论 二氧化锰能 过氧化氢的分解速率，且反应前后的 不改变 四、催化剂与催化作用 1．催化剂 （1）定义：在化学反应中能 其他物质的化学反应速率，而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）特点：“一变两不变” 一变： （可以加快也可以减慢）； 两不变： （物理性质可以改变）。 2．催化作用：催化剂在 中所起的作用叫催化作用。 3．探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路： （1）改变反应速率：设计 实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。 （2）反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的 是否发生变化。 （3）化学性质不变：一般进行 ，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 五、分解反应 1.定义： 的反应，叫做分解反应。 2.与化合反应比较 分解反应 化合反应 概念 由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 特点 通式 A→B + C + … A +B + … → C 两者联系 都是化学反应的基本类型之一，二者是 关系 一、氧气的工业制法 1.分离液态空气法 （1）原料：空气。 （2）原理和方法： 2.膜分离技术法 空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气 二、加热高锰酸钾制取氧气 1.加热高锰酸钾制取氧气的方法 试剂 高锰酸钾（暗紫色固体） 反应原理 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 实验装置 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 （1）发生装置的选择（依据：反应物状态和反应条件） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。 ②加热高锰酸钾制取氧气时，因高锰酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。 （2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型 适用气体 适用于难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体 适用于密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体 适用于密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体 氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择排水法收集氧气。 操作步骤 ①检查装置气密性; ②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花; ③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口 ~ 处，并使试管口略向下倾斜; ④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后再将外焰对准药品部位集中加热; ⑤用排水法收集氧气——当导管口有连续且均匀气泡冒出时，再收集; ⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽; ⑦再熄灭酒精灯 验满 ①排水法：集气瓶口处有大气泡冒出，证明已集满。 ②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。 三、利用过氧化氢溶液制取氧气的注意点 （1）利用过氧化氢溶液制取氧气时检查装置气密性的方法：先向长颈漏斗中注入水，使锥形瓶内的水没过长颈漏斗的下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗内注水，若观察到长颈漏斗内液面一段时间后不下降，说明装置的气密性良好。 （2）用过氧化氢溶液制取氧气时选取的装置为适合固体和液体在常温下发生反应的装置，即固液常温型气体发生装置。 （3）可以根据反应物的状态和反应条件选择发生装置。用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，反应在常温下进行，因此发生装置可选用如图所示的三种装置。 ①A 装置为最简易的装置，但是不便于随时添加液体药品。 ②B 装置和 C装置中分别使用了长颈漏斗和分液漏斗，便于随时添加液体药品。使用 B 装置时，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成液封），以防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出。C装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。 四、实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。 （1）发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件（是否需要加热、加催化剂等）。例如，用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应物都是固体，反应条件都是加热，所以可选用试管作反应容器，用酒精灯作热源。 （2）收集装置的选择依据：气体的溶解性和气体的密度。当气体难溶于水或不易溶于水，且不与水反应时，可用排水法收集，例如氧气不易溶于水，因此可用排水法收集;当气体的密度比空气大且不与空气的成分反应时，可用向上排空气法收集（若气体的密度比空气小，用向下排空气法收集），例如，氧气的密度略大于空气，且常温下不与空气的成分反应，因此可用向上排空气法收集（如图）。 五、催化剂和催化作用 1.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。 2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 3.催化剂的特点："一变二不变"。 （1）"一变"是指能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率。 （2）"二不变"是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后均不变。其物理性质，特别是催化剂的状态可能改变。 注意：（1）催化剂是针对具体的化学反应而言的，具有选择性，即某种催化剂只对某个或某类化学反应具有催化作用。催化剂不是万能的，也不是唯一的，同一个化学反应，可有多种不同的催化剂。 （2）催化剂只能改变其他物质的化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。 4.设计实验验证某物质是否为某反应的催化剂的方法 六、分解反应与化合反应的比较 分解反应 化合反应 定义 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 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+… A+B+…→X 举例 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 过氧化氢水+氧气 碳+氧气二氧化碳 硫+氧气二氧化硫 铁+氧气四氧化三铁 关系 都是化学反应的基本类型，二者属于并列关系 七、实验活动1：氧气的实验室制取与性质 实验1：氧气的实验室制取 反应原理 （1）高锰酸钾制取氧气时反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ （2）过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时反应的化学方程式为H2O2H2O+O2↑，其中二氧化锰在反应中的作用是作催化剂（或加快反应速率）。 发生装置 （3）用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是A(填字母序号，后同),该装置需进行的改进是在试管口放一团棉花，目的是：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 （4）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是 B ;若要得到平稳的气流，可将装置B中的长颈漏斗改为分液漏斗（或注射器），改进后的装置作用：控制化学反应速率。 （5）装置B制取氧气时，长颈漏斗需伸入液面以下，其目的是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 。 收集装置 （6）实验室要收集干燥的氧气，应选择的装置为 C (从图1中选择，后同),若要收集较纯净的氧气，应选择的装置为 E 。 （7）用装置C收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部,目的是排尽集气瓶中的空气。 （8）用装置E收集氧气的最佳时机是导管口有连续且均匀的气泡产生时开始收集，说明氧气已收集满的现象是集气瓶瓶口有大气泡冒出。 (9)若用图2装置收集氧气，气体应从 m (填“m”或“n”,后同)端管口通入；若装置中充满水时，气体应从 n 端管口通入。 检验与验满 (10)①检验：如图3,将带有火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃,说明集气瓶内的气体是氧气。 ②验满：如图4,将带有火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃,说明氧气已集满。 实验操作细节 (11)在检查装置B气密性时，用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗内注水，长颈漏斗末端可能会出现如图5所示现象，其中一定能说明装置气密性良好的是 b (填字母) 实验意外现象分析 (12)①用高锰酸钾制备并用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红，其原因是试管口未塞棉花。 ②用装置A、E制取并收集氧气，收集满氧气移出集气瓶时，进行了如图6所示的操作，该操作会导致的后果为收集到的氧气不纯;实验结束后，观察到水槽中的水倒吸入试管，其原因可能是实验结束后先熄灭酒精灯，再将水槽中的导管撤出。 (13)小组同学用图7所示实验装置制取氧气。小布袋里放入的固体试剂的名称是二氧化锰。与教材实验装置相比，该发生装置的优点是通过放下和提起粗铜丝，可以随时控制反应的发生和停止。 实验2：氧气的性质 ①木炭的燃烧实验 实验原理 （1）木炭完全燃烧的化学方程式为C+O2 点燃 CO2 实验步骤及现象 （2）用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察到的现象是木炭红热。接着把加热过的木炭由瓶口向下 缓慢 (填“缓慢”或“快速”)插入充满氧气的集气瓶中，这样操作的目的是防止伸入过快使集气瓶中的氧气因受热膨胀而逸出;观察到的现象是木炭发出白光，放出热量。 （3）燃烧停止后取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。 实验反思 （4）实验结束后，集气瓶内因燃烧产生二氧化碳,且消耗了大部分氧气，导致木炭熄灭。 ②硫的燃烧实验 实验原理 （1）硫燃烧的化学方程式为S+O2 点燃 SO2 实验现象 （2）不同点：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。 （3）相同点：硫在空气和氧气中均剧烈燃烧，产生刺激性气味的气体，放热。 注意事项 （4）集气瓶内预先放入一些水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。 （5）集气瓶底的水 不能 (填“能”或“不能”)用细沙代替 实验反思 （6）根据硫在空气和氧气中燃烧的现象说明燃烧的剧烈程度与 氧气浓度 有关。 ③细铁丝的燃烧实验 实验原理 （1）细铁丝燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 实验步骤 （2）实验前，用砂纸将细铁丝打磨光亮，目的是除去细铁丝表面的氧化物和污物。 （3）实验前应将光亮的铁丝盘成螺旋状，目的是增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。在细铁丝下端系一根火柴的作用是引燃细铁丝。 （4）点燃火柴，待火柴快燃尽时，将细铁丝伸入集气瓶中，这样做的原因是防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气。 实验现象 （5）实验中观察到细铁丝剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热。 实验反思 （6）集气瓶内预先放一些水的目的是防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂,水还可以用细沙代替。 实验意外现象分析 ①实验结束后，若发现集气瓶炸裂，可能的原因是燃着的细铁丝不小心碰到集气瓶瓶壁。 ②进行该实验时，未观察到细铁丝燃烧，可能的原因是氧气不纯（或温度未达到细铁丝的着火点）。 实验细节分析 如图2是进行实验的几种操作，更能提高实验成功率的操作是 C (填字母)。 一、制取氧气 1.制取氧气选药品时，必须含有氧元素。 2.气体装置：读题时一定看清问的是装置（这时要选2部分，即发生装置和收集装置），还是发生装置或收集装置。发生装置的选取依据反应物状态和反应条件；收集装置的选取依据气体的密度和在水中的溶解性。 3.排水法收集气体，刚开始有气泡时，容器内还有空气，不能马上收集，要等导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。 4.向上排空气法收集气体时，导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。 5.氧气的检验是把带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃。一定要与验满分开，验满是把带火星的木条伸入集气瓶口，木条复燃。 6.分离液态空气制取氧气，是利用液态氮和液态氧的沸点不同，该过程是物理变化，没有新物质生成不要误认为是化学变化。 二、催化剂 1.催化剂是“改变”其他物质的化学反应速率，而不是“加快”其他物质的化学反应速率； 2.催化剂 不能 改变生成物的质量； 3.催化剂不是反应物也不是生成物； 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中会变化； 5.同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用； 6.某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 空气和氧气 课题3 制取氧气 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 （一）加热高锰酸钾制氧气 1．药品：高锰酸钾（暗紫色固体） 2．原理：加热 文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑△ 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。 注意：排水法收集的氧气较纯，但不干燥；向上排空气法收集的氧气较干燥，但不纯。 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）移：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）。 5．注意事项 ①药品要平铺在试管底部，便于均匀受热; ②试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流至热的试管底部，使试管炸裂; ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部（或距试管口1/3处）; ④试管内的导管稍伸出橡胶塞即可，便于气体导出; ⑤试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 ⑥将集气瓶盛满水后，用玻璃片盖住瓶口，然后将盛满水的集气瓶连同玻璃片一起倒放入水槽中（瓶口在液面以下）; ⑦加热时先预热使试管均匀受热，再集中对药品部位加热; ⑧用排水法收集气体时，应注意当气泡连续并比较均匀地冒出时再收集，否则收集的气体会因混有空气而不纯; ⑨实验结束时，要先把导管移出水槽，然后再熄灭酒精灯，否则试管内气体的温度降低，压强减小，水槽里的水倒吸入热的试管内，使试管炸裂; ⑩集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放在桌面上，因为氧气的密度略大于空气，以此减少气体的逸散。 6．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。 7．放置方法：正放在桌子上，并盖上毛玻璃片。 （二）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； 二氧化锰是黑色粉末。 2．原理： 文字表达式：过氧化氢水+氧气MnO2 符号表达式： H2O2 H2O + O2↑ 3．实验装置： ①发生装置：过氧化氢溶液与二氧化锰固体的反应在常温下进行，因此可选择装置A作发生装置; ②收集装置：通常状况下，氧气不易溶于水，可选择排水法收集（装置B）;氧气的密度比空气略大，可选择向上排空气法收集（装置 C）。 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。 三、探究过氧化氢分解制取氧气过程中二氧化锰的作用 实验编号 实验步骤 现象 分析 （1） 在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，伸入带火星的木条，观察现象。 木条不复燃 常温下，过氧化氢分解缓慢 （2） 向上述试管中加入少量二氧化锰，伸入带火星的木条，观察现象。 产生大量气泡，木条复燃 二氧化锰能加快过氧化氢的分解 （3） 待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液；把带火星的木条伸入试管，观察现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作，观察现象。 产生大量气泡，木条复燃 氧气是过氧化氢分解产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用 结论 二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率，且反应前后的化学性质不改变 四、催化剂与催化作用 1．催化剂 （1）定义：在化学反应中能 改变 其他物质的化学反应速率，而本身的 质量 和 化学性质 在反应前后都没有发生变化的物质。 （2）特点：“一变两不变” 一变： 其他物质的化学反应速率（可以加快也可以减慢）； 两不变： 本身的质量和化学性质 （物理性质可以改变）。 2．催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 3．探究某物质是否为某反应的催化剂实验的设计思路： （1）改变反应速率：设计对比实验，观察加入该物质前后化学反应速率是否改变。 （2）反应前后质量不变：称量该物质在反应前后的质量是否发生变化。 （3）化学性质不变：一般进行重复实验，观察重新加入反应物的现象和原来的现象是否相同。 五、分解反应 1.定义：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。 2.与化合反应比较 分解反应 化合反应 概念 由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 特点 一变多 多变一 通式 A→B + C + … A +B + … → C 两者联系 都是化学反应的基本类型之一，二者是并列关系 一、氧气的工业制法 1.分离液态空气法 （1）原料：空气。 （2）原理和方法： 2.膜分离技术法 空气具有富集氧气功能的薄膜含氧量较高的富氧空气含90%以上氧气的富氧空气 二、加热高锰酸钾制取氧气 1.加热高锰酸钾制取氧气的方法 试剂 高锰酸钾（暗紫色固体） 反应原理 文字表达式：高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 符号表达式： KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 实验装置 实验室里制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分。 （1）发生装置的选择（依据：反应物状态和反应条件） ①实验室常见的气体发生装置类型及相应的选择依据见下图。 ②加热高锰酸钾制取氧气时，因高锰酸钾为固体，反应条件为加热，故选择固固加热型发生装置。 （2）收集装置的选择（依据：气体密度和气体溶解性） 装置类型 适用气体 适用于难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体 适用于密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体 适用于密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体 氧气的密度比空气的大，可选择向上排空气法收集氧气；氧气不易溶于水且不与水反应，也可选择排水法收集氧气。 操作步骤 ①检查装置气密性; ②将药品装入试管——将试剂平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花; ③将试管固定在铁架台上——铁夹夹在距试管口 ~ 处，并使试管口略向下倾斜; ④点燃酒精灯，先用酒精灯对试管预热，然后再将外焰对准药品部位集中加热; ⑤用排水法收集氧气——当导管口有连续且均匀气泡冒出时，再收集; ⑥收集氧气结束后，先将导管移出水槽; ⑦再熄灭酒精灯 验满 ①排水法：集气瓶口处有大气泡冒出，证明已集满。 ②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。 三、利用过氧化氢溶液制取氧气的注意点 （1）利用过氧化氢溶液制取氧气时检查装置气密性的方法：先向长颈漏斗中注入水，使锥形瓶内的水没过长颈漏斗的下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗内注水，若观察到长颈漏斗内液面一段时间后不下降，说明装置的气密性良好。 （2）用过氧化氢溶液制取氧气时选取的装置为适合固体和液体在常温下发生反应的装置，即固液常温型气体发生装置。 （3）可以根据反应物的状态和反应条件选择发生装置。用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，反应在常温下进行，因此发生装置可选用如图所示的三种装置。 ①A 装置为最简易的装置，但是不便于随时添加液体药品。 ②B 装置和 C装置中分别使用了长颈漏斗和分液漏斗，便于随时添加液体药品。使用 B 装置时，要注意长颈漏斗的下端管口应伸入锥形瓶中液面以下（形成液封），以防止产生的气体从长颈漏斗下端管口逸出。C装置可以利用分液漏斗的活塞控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，节约药品。 四、实验室制取气体的装置包括发生装置和收集装置。 （1）发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件（是否需要加热、加催化剂等）。例如，用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应物都是固体，反应条件都是加热，所以可选用试管作反应容器，用酒精灯作热源。 （2）收集装置的选择依据：气体的溶解性和气体的密度。当气体难溶于水或不易溶于水，且不与水反应时，可用排水法收集，例如氧气不易溶于水，因此可用排水法收集;当气体的密度比空气大且不与空气的成分反应时，可用向上排空气法收集（若气体的密度比空气小，用向下排空气法收集），例如，氧气的密度略大于空气，且常温下不与空气的成分反应，因此可用向上排空气法收集（如图）。 五、催化剂和催化作用 1.催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。 2.催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 3.催化剂的特点："一变二不变"。 （1）"一变"是指能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率。 （2）"二不变"是指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后均不变。其物理性质，特别是催化剂的状态可能改变。 注意：（1）催化剂是针对具体的化学反应而言的，具有选择性，即某种催化剂只对某个或某类化学反应具有催化作用。催化剂不是万能的，也不是唯一的，同一个化学反应，可有多种不同的催化剂。 （2）催化剂只能改变其他物质的化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。 4.设计实验验证某物质是否为某反应的催化剂的方法 六、分解反应与化合反应的比较 分解反应 化合反应 定义 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 特点 一变多 多变一 通式 X→A+B+… A+B+…→X 举例 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 过氧化氢水+氧气 碳+氧气二氧化碳 硫+氧气二氧化硫 铁+氧气四氧化三铁 关系 都是化学反应的基本类型，二者属于并列关系 七、实验活动1：氧气的实验室制取与性质 实验1：氧气的实验室制取 反应原理 （1）高锰酸钾制取氧气时反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ （2）过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时反应的化学方程式为H2O2H2O+O2↑，其中二氧化锰在反应中的作用是作催化剂（或加快反应速率）。 发生装置 （3）用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是A(填字母序号，后同),该装置需进行的改进是在试管口放一团棉花，目的是：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 （4）用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，应选择的发生装置是 B ;若要得到平稳的气流，可将装置B中的长颈漏斗改为分液漏斗（或注射器），改进后的装置作用：控制化学反应速率。 （5）装置B制取氧气时，长颈漏斗需伸入液面以下，其目的是形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出 。 收集装置 （6）实验室要收集干燥的氧气，应选择的装置为 C (从图1中选择，后同),若要收集较纯净的氧气，应选择的装置为 E 。 （7）用装置C收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部,目的是排尽集气瓶中的空气。 （8）用装置E收集氧气的最佳时机是导管口有连续且均匀的气泡产生时开始收集，说明氧气已收集满的现象是集气瓶瓶口有大气泡冒出。 (9)若用图2装置收集氧气，气体应从 m (填“m”或“n”,后同)端管口通入；若装置中充满水时，气体应从 n 端管口通入。 检验与验满 (10)①检验：如图3,将带有火星的木条放入集气瓶中，若木条复燃,说明集气瓶内的气体是氧气。 ②验满：如图4,将带有火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃,说明氧气已集满。 实验操作细节 (11)在检查装置B气密性时，用弹簧夹夹紧乳胶管，向长颈漏斗内注水，长颈漏斗末端可能会出现如图5所示现象，其中一定能说明装置气密性良好的是 b (填字母) 实验意外现象分析 (12)①用高锰酸钾制备并用排水法收集氧气时，发现水槽中的水变红，其原因是试管口未塞棉花。 ②用装置A、E制取并收集氧气，收集满氧气移出集气瓶时，进行了如图6所示的操作，该操作会导致的后果为收集到的氧气不纯;实验结束后，观察到水槽中的水倒吸入试管，其原因可能是实验结束后先熄灭酒精灯，再将水槽中的导管撤出。 (13)小组同学用图7所示实验装置制取氧气。小布袋里放入的固体试剂的名称是二氧化锰。与教材实验装置相比，该发生装置的优点是通过放下和提起粗铜丝，可以随时控制反应的发生和停止。 实验2：氧气的性质 ①木炭的燃烧实验 实验原理 （1）木炭完全燃烧的化学方程式为C+O2 点燃 CO2 实验步骤及现象 （2）用坩埚钳夹取一小块木炭放在酒精灯火焰上加热，观察到的现象是木炭红热。接着把加热过的木炭由瓶口向下 缓慢 (填“缓慢”或“快速”)插入充满氧气的集气瓶中，这样操作的目的是防止伸入过快使集气瓶中的氧气因受热膨胀而逸出;观察到的现象是木炭发出白光，放出热量。 （3）燃烧停止后取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察到的现象是澄清石灰水变浑浊。 实验反思 （4）实验结束后，集气瓶内因燃烧产生二氧化碳,且消耗了大部分氧气，导致木炭熄灭。 ②硫的燃烧实验 实验原理 （1）硫燃烧的化学方程式为S+O2 点燃 SO2 实验现象 （2）不同点：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。 （3）相同点：硫在空气和氧气中均剧烈燃烧，产生刺激性气味的气体，放热。 注意事项 （4）集气瓶内预先放入一些水的目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。 （5）集气瓶底的水 不能 (填“能”或“不能”)用细沙代替 实验反思 （6）根据硫在空气和氧气中燃烧的现象说明燃烧的剧烈程度与 氧气浓度 有关。 ③细铁丝的燃烧实验 实验原理 （1）细铁丝燃烧的化学方程式为3Fe+2O2 点燃 Fe3O4 实验步骤 （2）实验前，用砂纸将细铁丝打磨光亮，目的是除去细铁丝表面的氧化物和污物。 （3）实验前应将光亮的铁丝盘成螺旋状，目的是增大铁丝的受热面积，有利于铁丝持续燃烧。在细铁丝下端系一根火柴的作用是引燃细铁丝。 （4）点燃火柴，待火柴快燃尽时，将细铁丝伸入集气瓶中，这样做的原因是防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气。 实验现象 （5）实验中观察到细铁丝剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热。 实验反思 （6）集气瓶内预先放一些水的目的是防止生成的高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂,水还可以用细沙代替。 实验意外现象分析 ①实验结束后，若发现集气瓶炸裂，可能的原因是燃着的细铁丝不小心碰到集气瓶瓶壁。 ②进行该实验时，未观察到细铁丝燃烧，可能的原因是氧气不纯（或温度未达到细铁丝的着火点）。 实验细节分析 如图2是进行实验的几种操作，更能提高实验成功率的操作是 C (填字母)。 一、制取氧气 1.制取氧气选药品时，必须含有氧元素。 2.气体装置：读题时一定看清问的是装置（这时要选2部分，即发生装置和收集装置），还是发生装置或收集装置。发生装置的选取依据反应物状态和反应条件；收集装置的选取依据气体的密度和在水中的溶解性。 3.排水法收集气体，刚开始有气泡时，容器内还有空气，不能马上收集，要等导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。 4.向上排空气法收集气体时，导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。 5.氧气的检验是把带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃。一定要与验满分开，验满是把带火星的木条伸入集气瓶口，木条复燃。 6.分离液态空气制取氧气，是利用液态氮和液态氧的沸点不同，该过程是物理变化，没有新物质生成不要误认为是化学变化。 二、催化剂 1.催化剂是“改变”其他物质的化学反应速率，而不是“加快”其他物质的化学反应速率； 2.催化剂 不能 改变生成物的质量； 3.催化剂不是反应物也不是生成物； 4.催化剂的质量和化学性质是在反应前后不变，反应过程中会变化； 5.同一化学反应 不一定 只有一种催化剂；同一物质可以在 不同 的化学反应中起催化作用； 6.某一反应的催化剂可能不只一种（如：二氧化锰、硫酸铜溶液都可做双氧水分解的催化剂）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $