2.3 制取氧气课件--2025-2026学年九年级化学人教版上册

课题3 制取氧气 第二单元 空气和氧气 【导入新课】 自然界氧气的主要来源是通过植物的光合作用。 【导入新课】 工业制氧气的原理（分离液态空气法）：利用空气中各成分的沸点不同（氧气的沸点是-183 oC；氮气的沸点是-196 oC）。 降温加压 升温至-196 oC 空气 液态空气 气态氮气 液态氧气 工业制氧的过程属于__________变化。 物理 加压储存 优点：①成本低；②产量大 缺点：设备复杂 【学习目标】 掌握实验室制取氧气的原理及步骤 01 认识催化剂的性质及其作用 02 初步了解制气的装置的选择 03 一、高锰酸钾制取氧气 高锰酸钾(KMnO4)为暗紫色固体粉末，溶于水后能形成紫红色的高锰酸钾溶液，可以用于医疗的消毒。高锰酸钾受热时分解出氧气，同时还产生锰酸钾(K2MnO4)和二氧化锰(MnO2)。 表达试：高锰酸钾 → 锰酸钾+二氧化锰+氧气 加热 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 加热 1. 原理 一、高锰酸钾制取氧气 2. 实验装置 发生装置 收集装置（排水法） KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 加热 原理：利用气体的气压将水排出 条件：①气体不溶于水；②气体不和水发生反应。 注意：①集气瓶内装满水，防止收集的气体不纯；②当集气瓶中的水排完（或集气瓶口有大气泡冒出）时，说明气体已集满；③在水下盖好玻璃片，防止收集的气体不纯。 优点：较纯净；缺点：较潮湿 一、高锰酸钾制取氧气 2. 实验装置 发生装置 收集装置（排水法） KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 加热 向上排气法 向下排气法 排空气法 密度比空气大 密度比空气小 原理：利用气体与空气的密度差将空气排出。 条件：①气体与空气的密度相差较大；②气体不和空气发生反应。 注意：导管应伸至集气瓶底部。 优点：较干燥；缺点：纯度较低 一、高锰酸钾制取氧气 3. 实验步骤 ①组装仪器，检查气密性 ②将高锰酸钾平铺在试管底部，并在试管口放一团棉花 ③将试管固定在铁架台上，试管口略向下倾斜 ④点燃酒精灯，先预热（来回移动酒精灯），再用外焰集中加热 ⑤当气泡从导气管连续、均匀地放出时，收集气体 ⑥先将导管移出水槽，再撤走酒精灯，熄灭酒精灯 课本52页 导管放入水中，用手紧握试管，导管口有气泡冒出，则气密性良好。 防止高锰酸钾粉末堵塞导管。 防止冷凝水倒流使试管炸裂。 防止试管炸裂。 防止液体倒流使试管炸裂 防止收集一部分空气，使收集的氧气不纯。 演示视频 一、高锰酸钾制取氧气 4. 验满与检验 排水法验满 集气瓶内的水排完（或集气瓶口有大气泡冒出） 排气法验满 将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃，则已满。 检验 将带火星的小木条伸入集气瓶中，木条复燃，则为氧气。 ①集气瓶内未装满水；②未等气泡连续均匀产生时收集气体； ③未在水下盖好玻璃片就拿出水面。 2. 如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？ ①试管外面有水；②试管口未向下倾斜；③未预热；④加热时试管碰到灯芯；⑤加热完后立即用冷水清洗；⑥熄灭酒精灯前未将导管从水中移出 3. 实验结束后，某同学发现试管破损，可能的原因是？ 加热；热毛巾 【问题与交流】 1. 检测装置的气密性时，除了用手紧握的方法，还可以用什么方法？ 二、过氧化氢制取氧气 过氧化氢溶液，俗称双氧水，无色透明液体，可以用于医疗的消毒。常温下过氧化氢溶液可以分解放出氧气并产生水。利用过氧化氢制取氧气时，通常加入少量二氧化锰。 提出问题：在使用过氧化氢溶液制取氧气时，二氧化锰起什么作用？ 【实验】探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用 实验 现象 分析 （1） （2） （3） （4） 结论 小木条不复燃 H2O2在常温下分解缓慢，放出少量氧气 试管内产生大量气泡，木条复燃 MnO2加快H2O2分解速率，产生大量O2 试管内产生大量气泡，木条复燃 反应只消耗H2O2，未消耗MnO2，且MnO2始终能使反应加速，即MnO2的化学性质不变。 二氧化锰的质量不变 二氧化锰在反应过程中质量不变 在反应前后，二氧化锰的质量和化学性质没有发生改变，但能改变过氧化氢分解的反应速率。二氧化锰为该反应的催化剂。 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。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。 催化剂的特点 （一变二不变） ①化学反应速率改变 ②质量不变 ③化学性质不变 表达式： 二、过氧化氢制取氧气 1. 催化剂 【概念理解】 ①催化剂能改变反应速率，可以是加快、也可以是减缓； ②催化剂的质量和化学性质在反应前后不改变，但物理性质可能改变； ③某种物质在某个反应中可以做催化剂，但在其他反应中不一定是催化剂；同一个反应也可能有多个催化剂；不同催化剂的催化效果不同； ④催化剂只改变速率，不改变产物的质量； ⑤不加催化剂反应仍然可以进行。 二、过氧化氢制取氧气 1. 催化剂 二、过氧化氢制取氧气 感动中国人物 ——闵恩泽 他是国家最高科技奖获得者, 在国家需要的时候，他站出来！ 燃烧自己，照亮能源产业。 把创新当成快乐， 让混沌变得清澈， 他为中国制造了催化剂。 点石成金，引领变化，永不失活， 他就是中国科学的催化剂！ 【思考与讨论】为什么在二氧化锰催化过氧化氢溶液分解产生氧气的实验过程中，反应速率由慢变快，最后又变慢，直至结束？结合已学知识和生活经验，总结影响反应速率的影响因素。 反应加快的原因：反应放出热量，温度升高，使反应速率加快； 反应减慢的原因：反应一段时间后，过氧化氢的浓度下降，使反应速率减慢； 当过氧化氢反应完全时，反应结束。 影响反应速率的因素：反应物浓度、温度、催化剂、反应物的接触面积 归纳：实验探究的一般思路 明确探究目的 探究“过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用” 实验现象和数据：带火星的小木条在实验1中不复燃，在实验2中复燃…… 二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的反应中起催化作用。 二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的反应中可能起催化作用。 作出猜想 二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气的反应中可能是反应物。 设计实验方案 实施实验 获取证据 分析推理 形成结论 仪器、试剂； 操作（将……放入……中） 【提出问题】硫酸铜能否作为过氧化氢分解的催化剂？ 【作出假设】硫酸铜______作为过氧化氢分解的催化剂 【设计实验与实施实验】 实验 现象 分析 ①在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。 过氧化氢在常温下分解缓慢，放出少量氧气 ②向上述试管中加入0.5g硫酸铜，___________________________，观察现象。 试管内产生大量气泡，__________ ③等反应结束后，继续加入5mL 5%过氧化氢溶液 试管内产生大量气泡，木条复燃 ④将剩余溶液蒸发结晶，称量所得固体的质量 反应后硫酸铜的质量为0.5g 能 小木条不复燃 把带火星的木条伸入试管中 木条复燃 硫酸铜能加快过氧化氢的分解 硫酸铜的化学性质不变 硫酸铜的质量不变 【实验结论】___________________________________________________ 硫酸铜能作为过氧化氢分解的催化剂 【课堂小练】 二、过氧化氢制取氧气 2. 制取氧气 【实验装置】 H2O2 → H2O + O2 MnO2 【原理】 ______________________________________ 发生装置 收集装置 （向上排空气法） 注意：导管需伸入集气瓶底部，避免收集的气体不纯。 【实验步骤】 ①检查气密性——向长颈漏斗内加水形成液封，用弹簧夹夹住橡皮管，继续向长颈漏斗内加水，观察是否形成稳定的水柱。 ②添加药品——先加少量二氧化锰，组装好装置，向长颈漏斗内加过氧化氢溶液，直至液面淹没长颈漏斗下端口，防止气体从长颈漏斗溢出。 ③用向上排空气法收集气体——导管伸入集气瓶底部 ④验满——将带火星的小木条放在集气瓶瓶口 ⑤检验——将带火星的小木条伸入集气瓶内 二、过氧化氢制取氧气 2. 制取氧气 三、分解反应 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 【思考与讨论】从反应物和生成物种数的角度分析，以下两个反应有何共同之处？ 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 分解反应和化合反应都属于四大基本反应类型之一。 三、分解反应 反应 分解反应 化合反应 氧化反应 特点 通式 是否为基本反应 一变多 A→ B +…+ C 属于基本反应 多变一 A + … +B → C 属于基本反应 有氧气参与反应 A + O2 + …→ B+ … 不属于基本反应 思考：分解反应和化合反应的关系？ 1. 下列化学反应中，属于氧化反应的有 ，属于化合反应的有 ，属于分解反应的有 。 A. 甲烷+氧气水+二氧化碳 B. 水氢气+氧气 C. 氧气+二氧化碳+铜+水→碱式碳酸铜 D. 氯酸钾氯化钾+氧气 AC C BD 【课堂小练】 原理 原料 状态 反应 条件 反应装置 四、装置的选择 1. 发生装置 固体加热型 固-液常温型 KMnO4 → K2MnO4+MnO2+O2 加热 固体 固体和液体 加热 不需加热（常温） 选择依据：原料的状态和反应条件 1. 发生装置 四、装置的选择 固液常温型 主要优点 主要注意事项 操作简单，节约药品。 ①不能随时添加液体药品；②只能制取少量气体 随时添加液体药品 控制反应速率，使气流平稳 随制随停 ①长颈漏斗下端必须伸入液面以下，试剂用量较大； ②不能控制反应速率。 不能随制随停 控制反应速率，使气流平稳 ①注意使用单孔橡胶塞； ②不能随制随停 ①多孔塑料板上只能放块状固体，不能放粉末状固体； ②不能用分液漏斗代替长颈漏斗； ③不能控制反应速率 2. 收集装置 四、装置的选择 方法 排水法 排空气法 装置 条件 优点 不溶于水、不和水反应 密度比空气大、不和空气反应 密度比空气小、不和空气反应 更纯净 更干燥 思考：某种气体只能用向上排空气法收集，说明该气体具有哪些性质？ 选择依据：①气体的水溶性；②气体的密度 请根据下列装置，回答问题： (1)写出标号①②的仪器名称：①___________，②___________。 (2)某同学想要用高锰酸钾制制取一瓶较干燥的氧气，他应该选择______组合，装置A还需做的一点改动是____________________。 (3)如果选择BD组合可以制取氧气，反应原理是 。如果想得到平缓的气流，可将长颈漏斗改为 。 (4)若选择装置F作为制取氢气的发生装置，其优点是 。 长颈漏斗 水槽 AC 在试管口放团棉花 分液漏斗 随时控制反应的发生与停止 【课堂小练】 H2O2 → H2O+O2 MnO2 五、多功能瓶 ①排空气法收集气体 ②排水法收集气体 ③测量气体体积 ④干燥气体 ⑤除杂或检验气体 ⑥医院输氧 气体 空气 空气出来 气体进入 气体 空气 空气出来 气体进入 1. 排空气法收集气体 ①密度比空气大 ②密度比空气小 五、多功能瓶 【课堂小练】 用上图装置收集一瓶氧气，氧气应从_____端通入。验满的方法为______________________________________。 A 将带火星的小木条放在B端 2. 排水法收集气体 气体 水出来 气体进入 五、多功能瓶 五、多功能瓶 量筒中水的体积即为多功能瓶内收集的气体的体积 3. 测定气体体积 五、多功能瓶 4. 干燥气体 浓硫酸 潮湿的气体进入 干燥的气体出来 水被浓硫酸吸收 五、多功能瓶 5. 除杂或检验气体 混有杂质的气体 杂质被吸收 纯净气体 能检验气体的试剂 待检验气体 已检验气体 气体与试剂反应 五、多功能瓶 6. 运用：医院输氧气 ①观察氧气的输送速率 ②湿润氧气 水 供氧瓶 病人 【课堂小练】 1. 如图是实验室常用的气体制备、收集、检 验的多功能装置。 （1）图中甲装置常用于制取氧气，其反应 的表达式是 ； （2）若在乙装置中盛满水，用排水法收集 （瓶口向上）一瓶氧气，气体从________端 （填字母“a”或“b”）通入。 （3）某同学用乙装置排空气法收集氧气， 验满的方法是： 。 b 将带火星的木条放在b端，观察小木条是否复燃 H2O2 → H2O + O2 MnO2 (1)标号仪器①的名称是________ (2)实验室制取较干燥的氧气，应选择的发生装置和收集装置为________（填字母序号）． (3)请写出用A装置制取氧气的符号表达式_____________________。 (4) F是多功能瓶，若用于收集氧气应从________（a端或b端） (5)用F装置干燥氧气，则集气瓶内应加入 。 长颈漏斗 AC a 浓硫酸 KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 Δ 2. 根据下列装置回答问题： Lavf57.83.100 Lavf58.20.100 $