2.3氧气的制备1备课包--2025-2026学年九年级化学沪教版(2024)上册

“唯美课堂” 初三化学导学案(第2章) 第2章 空气与水资源 第3节 氧气的制备1 【基础知识梳理】 一、氧气的工业制法 1．分离液态空气法：(如图1) 原理：利用液态氧气和液态氮气的 。该方法是 变化。 具体过程：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条件下，使空气液化，控制温度蒸发液态空气，沸点较低的氮气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的液态氧气，将其加压贮存在蓝色钢瓶中备用即可。 ( 图2 图3 ) 图1 2．膜分离制氧 (如图2， 变化)：气体膜分离技术是利用不同种类的气体分子在通过________ 时渗透速率不同的性质，从而达到分离的目的。 3．分子筛制氧(如图3， 变化）：分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的 能力，能把不同的分子分离开，起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净化处理后即成为高纯度的氧气。 4.新开发的制氧设备_________________________________________________，具有广泛的用途。 二、利用化学反应制备氧气 1.过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气 (1)药品：________________(俗名：_________，主要成分H2O2）和__________（黑色粉末 MnO2） (2)原理：文字表达式为____________________________ 符号表达式为____________________________ (3)装置：如图所示 (药品状态：___________；反应条件：________) (4)步骤： ①连接仪器并检查装置的气密性：_______________________________________________________ ___________________________________________________________________________。 ②装药品：先向锥形瓶中加入___________，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入__________________。 ③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。 ④收集气体。 (5)组合装置时注意事项： ①如图2：若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应该伸入液面以下(液封)，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； ②导管只需略微露出橡皮塞，便于气体的导出； ③装药品时，先装固体后装液体； ④如图1装置的优点：___________________ 如图2装置的优点：______________________ 如图3装置的优点：______________________ 图1 图2 图3 (6)收集方法： ①排水法：氧气___________________________________。 若用排水法收集气体，当___________________________________时开始收集 (原因是_______________________________，会使得收集的氧气不纯）； 当_____________________________________，表明氧气已集满，在水面下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶_____放在桌面上。 ②向上排空气法：氧气_______________________________。 若用向上排空气法收集气体，收集时导气管___________________________。 （目的是________________________） ( ) ③收集较纯净的氧气用_________，收集较干燥的氧气用__________________。 ④收集氧气还可以用下面的多功能瓶， 请你在图上用箭头标出进气方向 如果用图1装置收集氧气，验满的方法 是________________________________ _________________________________ 图1 图2 图3 (7)氧气的检验和验满 ①检验：将______________________________，若______________， 说明气体是氧气。 ②验满： a.排水法：当________________________________，证明氧气已收集满。 b.向上排空气法：将________________________________，若___________，证明氧气已收集满。 (8)分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰是__________，起________作用 ①概念：在化学反应中，能______其他物质的化学反应的________，而本身的_________________在反应前后都__________的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫_____________。 ②催化剂的特点： a.“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率( ），本身的 和 在反应前后都不变，所以催化剂可以回收利用。 b.“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。例如，不能笼统地说：二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。 c.“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如，在过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸石、硫酸铜溶液等都可作催化剂；而催化作用是指催化剂在化学反应中所起作用(即能改变化学反应的速率)。 【易错提醒】①催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量； ②催化剂不是反应物也不是生成物（写在反应条件上）； ③一种催化剂只针对某一反应；不同的反应，催化剂可能相同；某一反应的催化剂可能不只一种； ④催化剂的质量在一定范围内，质量越大，反应速率越快； ⑤在用对比实验得到结论时，都要强调“在其他条件一定时”，然后回答探究的因素对实验的影响。 【小结】证明一种物质是否某反应的催化剂（同时满足即为催化剂）： (1)证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品做对比实验； (2)证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； (3)证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行(1)中的操作，观察是否还能改变反应速率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 氧气的制备 【目标预览】 能认识工业制取氧气的思路和方法；能运用化学原理设计氧气的实验室制备方案，初步学习氧气制备的实验操作，养成严格遵守实验规则的意识，初步形成实验室制备气体的一般思路。 一、氧气的工业制法 1.分离液态空气法 原理：利用液态氧气和液态氮气的__________。该方法是 变化。 具体过程：首先将空气净化除去杂质等，然后在高压低温的条 件下，使空气液化，控制温度蒸发液态空气，沸点较低的氮 气先蒸发出来，余下的便是沸点较高的液态氧气，将其加压 贮存在蓝色钢瓶中备用即可。 沸点不同 。 物理 类似于蒸馏 2.膜分离制氧(如图1， 变化)：气体膜分离技术是利用不同 种类的气体分子在通过__________时渗透速率不同的性质， 从而达到分离的目的。 3.分子筛制氧(如图2， 变化)：分子筛是一种具有均匀微 孔结构的材料，有很强的 能力，能把不同的分子分离开， 起到“筛分"分子的作用，故称为分子筛。分子筛制氧机是利 用分子筛特殊的吸附能力和解吸技术，加压时吸附空气中的 氮气、二氧化碳气体，将未被吸收的氧气收集起来，经过净 化处理后即成为高纯度的氧气。 4.新开发的制氧设备____________________________________， 具有广泛的用途。 图1 图2 物理 特定薄膜 物理 吸附 能耗低，无污染，装置简单，占用空间小 类似于过滤 类似于吸附 二、利用化学反应制备氧气 检验氧气的方法：利用带火星的木条检验，若_________，则说明为氧气。 1.过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气 (1)药品：________________(俗名：_______，主要成分H2O2) 和_________(黑色粉末 MnO2) (2)原理：文字表达式为___________________________ 符号表达式为_____________________ (3)制取装置：如图所示 木条复燃 5%过氧化氢溶液 双氧水 二氧化锰 过氧化氢 水 + 氧气 二氧化锰 H2O2 H2O + O2 MnO2 固液不加热型 药品的状态：固体和液体 反应条件：常温、不要加热 已学的4种黑色固体：氧化铜、碳、四氧化三铁、二氧化锰 --------------------- 发生装置 收集装置 排水法 气体发生装置的选择___________和________决定。 药品的状态 反应条件 用于医疗消毒 (4)步骤 ①检查装置的气密性：__________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ _____________。 ②装药品：先向锥形瓶中加入_________，塞好带有分液漏斗 和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入_____________。 ③滴加液体：打开分液漏斗活塞，慢慢滴加过氧化氢溶液。 ④收集气体。 连接装置后，塞紧橡皮塞，先关闭分液 漏斗活塞，再将导管的末端伸入水中，双手紧握锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好 二氧化锰 过氧化氢溶液 先查后装； 先固后液 (5)组合装置时的注意事项： ①如图2：若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应该伸入液面 以下(液封)，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出； ②导管只需略微露出橡皮塞，便于气体的导出； ③装药品时，先装固体后装液体； ④如图1装置的优点：_________ 如图2装置的优点：_________________ 如图3装置的优点：_________________ 图1 图2 图3 装置简单 可以随时添加液体 可以控制反应速率 分液漏斗可以用 注射器代替 气体的收集方法 (1)排水法 气体不易溶于水 气体不与水反应 (2)排空气法 向上排空气法 向下排空气法 气体不与空气中的成分反应 密度比空气大 密度比空气小 可以收集氧气 可以收集氧气 由气体的密度、溶解性以及是否与水或空气 反应决定的 (6)收集方法： ①排水法：氧气_________________________。 若用排水法收集气体，当_________________________时开 始收集(原因是______________________，会使得收集的氧 气不纯)；当_________________________，表明氧气已集满， 在水面下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶 ___放在桌面上。 ②向上排空气法：氧气______________ _______________。 若用向上排空气法收集气体，收集时 导气管_________________________。 （目的是_______________________） 不易溶于水，也不与水反应 导气管口气泡连续均匀冒出 开始排出的气体是空气 集气瓶口有气泡向外冒出时 正 密度比空气大 应伸入到接近集气瓶的底部 为了排尽集气瓶中的空气 且不与空气反应 【拓展】 ③收集较纯净的氧气用_______； 收集较干燥的氧气用_____________。 ④收集氧气还可以用下面的多功能瓶，请你在图上用箭头标出 进气方向 排水法 向上排空气法 O2 O2 O2 根据气体密度大小确定 一律短进气长出水 图1 图2 图3 如果用图1装置收集氧气，验满的方法是：_________________ ______________________________________。 将带火星的木条放 在a管口，若木条复燃，则氧气已经收集满 (7)氧气的检验和验满 ①检验：将_________________________，若_________，说明 是氧气。 ②验满： a.排水法：当_________________________，证明氧气已收集满 b.向上排空气法：将________________________，若________， 证明氧气已收集满。 带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃 集气瓶口有气泡向外冒出时 带火星的木条放在集气瓶口 木条复燃 带火星的木条 木条 复燃 (8)分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰是__________，起 ______作用 催化剂和催化作用 ①概念：在化学反应中，能____其他物质的化学反应的_____， 而本身的________________在反应前后都__________的物质 叫催化剂(又叫触媒)。 催化剂在化学反应中所起的作用叫__________。 催化剂 催化 改变 速率 质量和化学性质 没有改变 催化作用 ②催化剂的特点： a.“一变，两不变”，即能改变化学反应的速率(____________)， 本身的_____和_________在反应前后都不变，所以催化剂可以 回收利用。 b.“针对性”，即催化剂针对某个化学反应来说，才有意义。 例如：不能笼统地说二氧化锰是催化剂，或者催化剂是二氧 化锰等；而应该表达为：二氧化锰是过氧化氢分解反应的催 化剂。 c.“多样性”，即某个化学反应的催化剂可能有多种。例如：在 过氧化氢分解的反应中，二氧化锰、红砖粉末、土豆片、沸 石、硫酸铜溶液等都可作催化剂；而催化作用是指催化剂在 化学反应中所起作用(即能改变化学反应的速率)。 加快或减慢 质量 化学性质 只是催化效果有所不同 【易错提醒】 ①催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的质量。 ②催化剂不是反应物也不是生成物(写在反应条件上)。 ③一种催化剂只针对某一反应；不同的反应，催化剂可能相同； 某一反应的催化剂可能不只一种。 ④催化剂的质量在一定范围内，质量越大，反应速率越快。 ⑤在用对比实验得到结论时，都要强调“在其他条件一定时”， 然后回答探究的因素对实验的影响。 【小结】 证明一种物质是否某反应的催化剂(同时满足即为催化剂)： (1)证明是否改变反应速率：相同条件下，加或者不加药品做 对比实验； (2)证明质量是否改变：实验前称量一次，实验后分离出来再 称量一次； (3)证明化学性质是否改变：将分离出来的物质再进行(1)中的 操作，观察是否还能改变反应速率。 木条不复燃 木条复燃 质量还是0.2g 有气泡产生，木条复燃 ①③对比说明CuO能加快过氧化氢的分解速率 ⑥的结果说明CuO的质量在反应前后没有改变 ⑦的实验目的是证明CuO的化学性质在反应前后没有改变 $