2.3制取氧气课件--2025-2026学年九年级化学人教版上册

课题三：制取氧气 1 在医疗和工业等方面需要大量的氧气，这些氧气是如何获取的呢？ 潜水氧气瓶 医用氧气袋 2 （降温） （加压 ） 蒸发 1. 液态空气分离法 一、氧气的工业制法 空气 液态空气 物理变化 -196℃ 沸点 沸点 -183℃ 请同学们思考：在液态空气分离过程中，氮气、氧气哪种气体先出来？该过程利用的是什么原理？属于什么变化？ 氮气 利用液态纯净物的沸点不同 3 反应物含氧元素且廉价易得 反应条件简单容易达到 生成氧气纯净便于收集 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？生成物应具备什么要求？ 对环境无污染，操作简单 4 1.反应原理 加热 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 △ 二、氧气的实验室制法 5 2.药品选择 高锰酸钾 KMnO4 （暗紫色固体） 6 固固加热型 （1）发生装置（根据反应物的状态和反应条件） 固（液）液不加热型 3.实验装置 3.实验装置 （2）收集装置（根据气体的溶解性和密度） 排水法 向上排空气法 向下排空气法 √ √ 组装好的装置 发生装置 收集装置 A B C D E F 试 管 棉花 酒精灯 带导管的橡皮塞 集气瓶 水槽 9 棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管 （药品平铺在试管底部, 增大受热面积） 导管不能伸出橡胶塞太长否则不利于 氧气的导出 试管口稍微向下倾斜防止冷凝水倒流炸裂试管 3.实验装置 等气泡连续均匀冒出的时候再开始收集氧气 （原因：刚开始出来的气体是空气 后果： 导致收集到的氧气不纯） 先将导管拿离水槽再停止加热，防止水倒吸使试管炸裂 3.实验装置 4.实验步骤 <1> 查： 组装仪器，检查装置气密性 <2> 装： 装入药品 <3> 定： 固定装置 <4> 点： 点燃酒精灯加热 <5> 收： 收集气体 <6> 离： 把导管移离出水面 <7> 熄： 熄灭酒精灯 简 称：查、装、定、点、收、离、熄 （谐 音：茶、庄、定、点、收、利、息） 4.实验步骤 将带火星的木条伸入集气瓶内， 若木条复燃，证明是氧气。 集气瓶口有大气泡往外冒出 盖好玻璃片，正放在桌面上。 （2）检验： （1）验满: （3）存放： O2 五、思考 1.检查装置的气密性时，除了用手紧握的方法，还可以用什么方法？ 2.如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？ 3.把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时，为什么要由瓶口向下缓慢插入？ 酒精灯加热；热毛巾捂住 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。 充分消耗氧气；防止氧气受热逸出。 课题三：制取氧气 —催化剂 15 一、分解过氧化氢（H2O2）溶液制取O2的原理 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。高浓度的过氧化氢溶液在常温下分解放出氧气，产生水。利用过氧化氢制取氧气时，通常还会放入少量二氧化锰作催化剂。 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？ 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） （5） 结论 小木条不复燃 过氧化氢在常温下分解缓慢，放出少量氧气 试管内产生大量气泡，木条复燃 二氧化锰，使反应加速，产生大量氧气 试管内产生大量气泡，木条复燃 反应只消耗过氧化氢，未消耗二氧化锰，且二氧化锰始终能使反应加速 二氧化锰的质量不变 二氧化锰在反应前后质量不变 试管内产生大量气泡，木条复燃 二氧化锰仍能使反应加速，化学性质不变 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。 二、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、催化剂 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. 某种物质在某一反应中做催化剂，但在其他反应中可能做反应物或生成物； 4.同一反应，可有多种催化剂；一种物质也可能催化多个化学反应； 5.不加催化剂反应仍然可以进行。 等质量的两份相同的过氧化氢溶液，一份加二氧化锰，一份不加，观察下图，你发现了什么规律？ m（O2） t 有MnO2 无MnO2 催化剂只改变速率，不改变产物的质量； 【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？结合物质在空气和氧气中燃烧现象的差异，总结影响反应速率的影响因素。 反应放出热量，温度升高，使反应速率加快； 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。 反应物的浓度、温度、接触面积、催化剂的种类和质量都会影响反应速率。 三、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 课题三：制取氧气 —分解过氧化氢制氧气 24 一、催化分解过氧化氢（ H2O2 ）制氧气 （1）原理：过氧化氢 水 + 氧气 （文字表达式） 二氧化锰 H2O2 H2O + O2 （化学符号表达式） MnO2 （2）药品： 双氧水（过氧化氢的水溶液 二氧化锰（ MnO2 ） ）（混合物） 实验操作 发生装置 收集装置 （向上排空气法） ①检查气密性 ②添加药品 ③用向上排空气法收集 ④验满 ⑤检验 将带火星的小木条放在集气瓶口，若复燃，则已满 将带火星的小木条伸入集气瓶内，若复燃，则是氧气 二、分解反应 1、概念：由一种物质生成两种或两种以上其 他物质的反应。 化合反应 分解反应 基本反应类型 2、特点:“一变多” 表示为： A B + C + ··· 3、属于四大基本反应类型之一 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】 2. 实验室拟用下列装置来制取气体。 (1)写出有标号a的仪器名称：________。 (2)用过氧化氢溶液和二氧化锰粉末制取氧气，发生反应的符号表达式是____________________，发生装置应选择____（填序号） (3)实验室能选用装置E收集氢气的原因是____________________ (4)与装置B相比，装置C的优点是 ，当弹簧夹关闭时可以看到的现象是： 试管 B 氢气密度比空气小 随制随停 长颈漏斗内液面上升 H2O2 → H2O + O2 MnO2 3 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，反应的药品是 。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 H2O2溶液和MnO2 分液漏斗 随制随停 三、实验装置的选择 反应物状态: 反应物状态： 反应条件： ②、固液不加热型 ①、固固加热型 固体 反应条件： 加热 1.发生装置 固体和液体 不需要加热 常见固液不加热型装置 优点：药品用量少，节约药品 缺点：不方便添加药品 优点：便于中途添加药品（注意：要液封） 缺点：浪费药品 优点： 可以控制反应速率，得到平稳的气流 注意:长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。 随 制 随 停 2.收集装置 根据气体的溶解性和密度来确定 适用于收集密度比空气大，且不与空气发生反应的气体 排水法: 向上排空气法: 适用于收集不易溶于水且不与水反应的气体 向下排空气法： 排空气法 适用于收集密度比空气小，且不与空气发生反应的气体 【思考与讨论】 1. 当实验室需要干燥的氧气时，需用____________法收集；需要更纯净的氧气时，需用_______法收集。总结排水法和排空气法的优缺点。 2. 若某气体只能用向上排空气法收集，说明该气体具有哪些性质？ 向上排空气 排水 排水法：优点（更纯净），缺点（潮湿） 排气法：优点（干燥），缺点（可能混有少量空气） 密度比空气大；能溶于水或能与水反应 小组讨论 a b 1、用于排空气法收集氧气，氧气从哪端进，怎么判断氧气已收集满 2、排水法收集氧气，氧气从哪端进 1、用于排空气法收集气体 2、排水法收集气体 a b a b 密度比空气大的气体： 密度比空气小的气体： 瓶内装满水， b（短）管进气 a（长）进b（短）出 b（短）进a（长）出 瓶内装满水，短管进气，长管接量筒 3、测量气体体积 4.万能瓶倒放用排空气法收集气体 密度比空气大的气体：短进长出 密度比空气小的气体：长进短出 5、干燥气体 瓶内装浓硫酸， a（长）管进气 6、洗气（除杂质气体） 7、医院输氧 a（长）管进气 瓶内放水，a接氧气瓶，b接病人 水的作用： 湿润、观察氧气输出速率 $