第二单元 课题3 制取氧气 2026-2027学年八升九人教版化学暑假预习讲义

八升九化学暑假预习讲义——课题3 制取氧气 一、今日学习目标 1. 能准确区分固液不加热型、固体加热型两种气体发生装置，明确适用反应与配套仪器 2. 完整掌握氧气两种收集方法的原理、优缺点、操作要点与适用场景 3. 规范掌握氧气检验、向上排空气法验满、排水法验满的操作、现象与结论 4. 掌握氧气收集完成后的存放方法与原理 5. 吃透催化剂定义、一变两不变核心特点，理清全部常见认知误区 6. 掌握分解反应定义、特征，能准确区分分解反应与化合反应 7. 完整掌握高锰酸钾制取氧气全套实验步骤、操作目的、所有安全注意事项 8. 对比区分实验室制取氧气与工业制取氧气的原料、原理、变化类型、适用场景 二、核心知识梳理 （一）实验室制取氧气药品与反应原理 1. 第一套制取氧气组合：过氧化氢溶液、二氧化锰 （1）文字反应描述：过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气 （2）反应条件说明：反应全程不需要供热，常温下即可发生 （3）二氧化锰作用：作为催化剂，加快过氧化氢分解速度 2. 第二套制取氧气药品：高锰酸钾固体 （1）文字反应描述：高锰酸钾发生分解反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气 （2）反应条件说明：需要持续供热才能发生分解 （3）药品特点：单独使用即可反应，无需额外添加固体辅助试剂 （二）气体发生装置相关知识 1. 固液不加热型发生装置 （1）适用反应：过氧化氢与二氧化锰混合制取氧气 （2）药品状态：一种液体药品、一种固体药品 （3）配套仪器：锥形瓶、分液漏斗/长颈漏斗、双孔橡胶塞、橡胶导管、集气瓶等 （4）装置优势：无需热源，操作简单，可随时补充液体药品 2. 固体加热型发生装置 （1）适用反应：高锰酸钾固体受热分解制取氧气 （2）药品状态：全部为固体药品 （3）配套仪器：试管、铁架台、单孔橡胶塞、橡胶导管、集气瓶、水槽、酒精灯 3. 发生装置选择判断依据 （1）药品的状态 （2）反应是否需要外界供热 （三）氧气收集方法知识点 1. 排水集气法 （1）收集依据：氧气不易溶于水，且不会和水发生化学反应 （2）操作要点：导管只需放在集气瓶瓶口，不用伸入瓶底 （3）优点：收集得到的氧气纯度高，杂质少 （4）缺点：收集的气体混有水蒸气，气体潮湿 2. 向上排空气法 （1）收集依据：氧气的密度大于空气的平均密度 （2）操作要点：导管必须伸入集气瓶底部，彻底排尽瓶内原有空气 （3）优点：收集得到的氧气干燥，不含水分 （4）缺点：容易混入空气，气体纯度偏低 3. 收集方法选择规则 （1）实验需要纯净氧气，选择排水集气法 （2）实验需要干燥氧气，选择向上排空气法 （四）氧气检验、验满与存放操作 1. 氧气检验操作 （1）操作步骤：将带火星的木条伸入集气瓶内部 （2）实验现象：木条复燃 （3）实验结论：瓶内气体为氧气 2. 向上排空气法验满操作 （1）操作步骤：将带火星的木条放置在集气瓶瓶口 （2）实验现象：木条复燃 （3）实验结论：集气瓶内氧气已经收集满 3. 排水法验满判断依据 （1）实验现象：集气瓶瓶口持续向外冒出均匀、连续的大气泡 （2）实验结论：集气瓶内氧气已经收集满 4. 氧气存放规范 （1）存放方式：玻璃片盖紧瓶口，集气瓶正放在桌面 （2）存放原理：氧气密度大于空气，正放可以减少氧气向外逸散 5. 检验与验满核心区分点 （1）检验操作：木条伸入集气瓶内部，用于确认瓶内气体种类 （2）验满操作：木条仅放在集气瓶瓶口，用于确认气体是否装满 （五）催化剂与催化作用知识点 1. 催化剂完整定义：在化学反应中，可以改变其他物质的化学反应速率，自身的质量和化学性质在化学反应前后不会发生改变的物质 （1）一变两不变核心解读 ① 一变：能够改变化学反应速率，包含加快反应、减慢反应两种情况 ② 两不变：反应前后催化剂自身质量不变、反应前后催化剂化学性质不变 2. 催化剂常见易错点 （1）催化剂只能改变反应快慢，不会增加或减少生成物的总质量 （2）反应前后催化剂的物理性质可能发生改变，例如颗粒大小、形状，化学性质一定不变 （3）二氧化锰不是唯一催化剂，同一个化学反应可以选用多种不同催化剂 （4）催化剂不能让原本无法发生的化学反应进行，仅能改变已有反应的速度 （5）催化剂不属于反应物，不会写在文字反应表达式的反应物一侧 （六）分解反应基础概念 1. 分解反应定义：由一种物质发生化学反应，生成两种或两种以上新物质的反应 （1）反应特征：一变多 2. 化合反应定义：由两种或两种以上物质发生化学反应，只生成一种新物质的反应 （1）反应特征：多变一 3. 两类反应对比 （1）过氧化氢分解制取氧气、高锰酸钾分解制取氧气，都属于分解反应 （2）木炭燃烧、红磷燃烧，都属于化合反应 4. 区分要点：反应物数量、生成物数量，二者属于完全相反的基础化学反应类型 （七）高锰酸钾制取氧气实验步骤与全部注意事项 1. 实验完整操作口诀：查、装、定、点、收、离、熄 （1）查：实验开始前，检查整套装置的气密性，防止装置漏气 （2）装：向试管内装入高锰酸钾固体，试管口放置一团棉花 （3）定：将试管固定在铁架台上，试管管口略微向下倾斜 （4）点：先对试管整体均匀预热，再集中对药品部位供热，启动反应 （5）收：等待导管口冒出连续均匀的气泡后，再开始收集氧气 （6）离：氧气收集完成后，先将导管从水槽的水中移出 （7）熄：最后关闭热源，停止供热 2. 每一步操作对应注意事项及原理 （1）试管口放置棉花：阻挡高锰酸钾粉末，防止粉末顺着导管堵塞导管、进入集气瓶 （2）试管口略向下倾斜：避免药品中残留的水分受热变成水蒸气，冷凝后倒流，造成高温试管炸裂 （3）实验前预热试管：让试管整体受热均匀，防止冷热不均导致试管炸裂 （4）不能刚加热就收集气体：加热初期排出的气泡是装置内部的空气，立即收集会导致氧气纯度偏低 （5）先移导管再关闭热源：防止水槽内的冷水倒吸进入高温试管，引发试管炸裂 （八）工业制取氧气知识点 1. 生产原料：液态空气 2. 分离原理：空气中氮气、氧气的沸点存在差异，通过分馏的方式分离两种气体 3. 变化类型：物理变化，整个过程没有新物质生成，仅分离原有空气内的成分 4. 与实验室制氧对比 （1）实验室制取氧气：有新物质生成，属于化学变化，适合少量制取氧气 （2）工业制取氧气：无新物质生成，属于物理变化，适合大规模、大批量制取氧气 5. 工业制氧优缺点 （1）优点：原料易得、成本低廉、产量巨大 （2）缺点：设备体积大，无法用于实验室少量制取气体 三、分层梯度练习题 （一）基础巩固练习 1. 简答题 （1）完整书写过氧化氢制取氧气的文字反应描述 （2）完整书写高锰酸钾制取氧气的文字反应描述 （3）写出过氧化氢制氧气选用的发生装置名称，并说明装置结构特点 （4）写出高锰酸钾制氧气选用的发生装置名称，并说明装置结构特点 （5）分别说明排水法、向上排空气法收集氧气的依据 （6）完整描述氧气检验的操作、实验现象、实验结论 （7）完整描述向上排空气法验满氧气的操作、实验现象、实验结论 2. 单项选择题 （1）实验室使用过氧化氢制取氧气，一定不需要使用的仪器是（ ） A 锥形瓶 B 酒精灯 C 橡胶导管 D 集气瓶 （2）区分一瓶无色气体是否为氧气，正确操作是（ ） A 将带火星木条放在集气瓶瓶口 B 将燃着木条放在集气瓶瓶口 C 将带火星木条伸入集气瓶内部 D 将燃着木条伸入集气瓶内部 （3）想要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集方法是（ ） A 排水集气法 B 向上排空气法 C 向下排空气法 D 两种方法均可 （4）高锰酸钾制取氧气实验中，试管口放置棉花的主要作用是（ ） A 防止试管受热炸裂 B 阻挡固体粉末堵塞导管 C 加快化学反应速度 D 利于氧气顺利排出 （5）工业大规模制取氧气所使用的原料是（ ） A 过氧化氢溶液 B 高锰酸钾固体 C 液态空气 D 二氧化锰 （二）能力提升练习 1. 简答题 （1）完整解释催化剂一变两不变的全部含义，并举出本课题内实例 （2）说明高锰酸钾制取氧气实验结束，必须先移出导管再关闭热源的两点原因 （3）分别写出化合反应、分解反应的反应特征，各举一个本课题相关反应实例 （4）区分工业制取氧气、实验室制取氧气的变化类型，并写出对应的判断依据 （5）对比分液漏斗与长颈漏斗在固液不加热型装置中的功能差异 2. 单项选择题 （1）下列关于催化剂的说法正确的是（ ） A 催化剂只能加快化学反应速率 B 反应结束后催化剂质量会减少 C 催化剂不会改变生成物的总质量 D 不添加催化剂，反应一定无法发生 （2）下列化学反应属于分解反应的是（ ） A 木炭在空气中燃烧 B 过氧化氢分解制取氧气 C 蜡烛燃烧生成水和二氧化碳 D 氢气燃烧生成水 （3）高锰酸钾制取氧气完整实验操作的正确顺序是（ ） A 查、装、定、点、收、离、熄 B 装、查、定、点、收、离、熄 C 查、装、定、点、收、熄、离 D 查、定、装、点、收、离、熄 （4）选择气体发生装置的两大核心判断依据是（ ） A 生成气体的颜色 B 药品状态、反应是否需要供热 C 生成气体的气味 D 收集气体的方法 （5）工业制取氧气属于物理变化，根本原因是（ ） A 生产过程需要低温加压 B 整个过程没有新物质生成 C 原料取自空气 D 整套操作流程简单 （三）中考拔高练习 1. 简答题 （1）若实验需要一瓶纯净且干燥的氧气，请写出完整制取组合，并逐条说明理由 （2）实验时未等导管气泡连续均匀冒出就收集氧气，会产生什么实验误差，解释内在原因 （3）有人提出二氧化锰是所有化学反应的催化剂，判断该说法正误，并写出完整理由 （4）简述排水法与向上排空气法收集氧气各自的优缺点，说明两种方法的适用场景 2. 单项选择题 （1）下列关于氧气收集方法的描述正确的是（ ） A 排水法收集的氧气干燥无水分 B 向上排空气法收集的氧气纯度更高 C 排水法收集氧气纯度更高 D 向上排空气法导管只需放在瓶口 （2）高锰酸钾制氧气操作中，能够防止试管受热炸裂的操作组合是（ ） ①试管口略微向下倾斜 ②实验前均匀预热试管 ③结束先移导管再熄灯 ④试管口放置棉花 A ①②③ B ①②④ C ①③④ D ②③④ （3）下列有关分解反应的说法正确的是（ ） A 反应物至少包含两种物质 B 生成物只能有一种物质 C 分解反应一定属于化学变化 D 分解反应属于物理变化 四、全单元知识总结 实验室制取氧气两套体系 （一）过氧化氢搭配二氧化锰，选用固液不加热型发生装置 （二）高锰酸钾固体单独反应，选用固体加热型发生装置 1. 发生装置选择核心判断标准：药品状态、反应是否需要供热 氧气检验与验满区分规则 （一）检验操作木条伸入集气瓶内部，目的验证气体种类 （二）验满操作木条放置在集气瓶瓶口，目的验证气体装满 2. 收集方案选择：追求纯净选排水法，追求干燥选向上排空气法 催化剂核心规律 （一）一变两不变，只改变反应速率，不改变生成物总质量 （二）反应前后质量、化学性质保持不变，物理性质可发生改变 基础反应类型区分 （一）分解反应：一变多，实验室两种制氧反应均属于分解反应 （二）化合反应：多变一，物质燃烧类反应多为化合反应 高锰酸钾实验核心安全要点 （一）操作口诀查装定点收离熄，每一步操作均配套防炸裂、防堵塞操作要求 工业制氧与实验室制氧本质区别 （一）工业制氧：分离液态空气，无新物质生成，属于物理变化，适合大规模生产 （二）实验室制氧：发生分解反应，生成新物质，属于化学变化，适合少量制取气体 五、习题参考答案与详细解析 （一）基础巩固练习 1 简答题答案解析 （1）答案：过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气 解析：过氧化氢常温分解，二氧化锰作催化剂，无需加热。 （2）答案：高锰酸钾发生分解反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气 解析：高锰酸钾单独受热即可分解，不需要额外添加固体催化剂。 （3）答案：固液不加热型；装置用锥形瓶盛放固体二氧化锰，分液漏斗添加液态过氧化氢，整套装置不需要热源加热。 解析：药品状态为固体加液体，常温反应，因此选用固液不加热型装置。 （4）答案：固体加热型；装置以试管盛放高锰酸钾固体，实验过程需要热源供热才能发生反应。 解析：反应物只有固体，反应条件需要加热，匹配固体加热型装置。 （5）答案：排水法收集依据是氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应；向上排空气法收集依据是氧气密度大于空气平均密度。 解析：气体溶解性决定排水法，气体与空气密度大小决定排空气法。 （6）答案：操作：将带火星木条伸入集气瓶内部；现象：木条复燃；结论：瓶内气体为氧气。 解析：检验需要接触瓶内全部气体，木条必须伸入瓶内。 （7）答案：操作：将带火星木条放在集气瓶瓶口；现象：木条复燃；结论：集气瓶内氧气已收集满。 解析：只有瓶口有氧气溢出，才能证明瓶内装满氧气，木条仅放置瓶口。 2 单项选择题答案解析 （1）答案：B 解析：过氧化氢制氧气常温反应，全程不需要酒精灯加热。 （2）答案：C 解析：检验气体要伸入瓶内，验满操作才放置在瓶口。 （3）答案：B 解析：向上排空气法收集的氧气不含水蒸气，气体干燥。 （4）答案：B 解析：棉花阻挡高锰酸钾细小粉末，防止粉末随气流堵塞导管。 （5）答案：C 解析：工业制氧利用分离液态空气法，原料为液态空气。 （二）能力提升练习 1 简答题答案解析 （1）答案：一变：催化剂可以改变化学反应速率，既可以加快反应，也可以减慢反应；两不变：化学反应前后，催化剂的质量不变、化学性质不变；实例：二氧化锰加快过氧化氢分解制取氧气。 解析：催化剂物理性质可改变，催化剂不能增加生成物质量。 （2）答案：①防止水槽中的冷水倒吸进入高温试管，冷热温差过大造成试管炸裂；②防止试管冷却后内部压强减小，水倒灌损坏整套实验装置。 解析：高温试管遇冷水极易炸裂，为本实验核心安全考点。 （3）答案：化合反应特征是多变一，实例：木炭燃烧；分解反应特征是一变多，实例：过氧化氢分解制取氧气。 解析：二者是完全相反的两种基本化学反应类型。 （4）答案：工业制取氧气属于物理变化，判断依据是仅分离空气中原有的氮气、氧气，全程无新物质生成；实验室制取氧气属于化学变化，判断依据是反应生成水、锰酸钾等新物质。 解析：区分物理变化与化学变化唯一标准：是否有新物质生成。 （5）答案：分液漏斗能够控制液体滴加速率，以此调节化学反应快慢；长颈漏斗仅能添加液体药品，无法控制反应速率，使用时长颈漏斗下端管口必须伸入液面以下形成液封，防止气体逸出。 解析：二者核心差异在于能否控制液体滴加速率。 2 单项选择题答案解析 （1）答案：C 解析：催化剂可加快或减慢反应速率；反应前后质量不变；不改变生成物总质量；不加催化剂反应仍能进行，只是速率缓慢。 （2）答案：B 解析：过氧化氢一种物质生成水、氧气两种物质，符合一变多，属于分解反应；其余选项均为多变一的化合反应。 （3）答案：A 解析：高锰酸钾制氧气标准操作顺序：查、装、定、点、收、离、熄，实验结束先移导管后熄灯。 （4）答案：B 解析：药品状态、反应是否需要加热，是选择气体发生装置的两大核心依据。 （5）答案：B 解析：物理变化的本质特征是反应过程没有新物质生成。 （三）中考拔高练习 1 简答题答案解析 （1）答案：发生装置选用固液不加热型，先通过排水法收集氧气，再将气体通入干燥剂除去水蒸气；理由：排水法收集的氧气无空气混入，纯度高；干燥处理可除去气体中水蒸气，满足干燥要求。 解析：排水法气体纯净但潮湿，向上排空气法气体干燥但纯度低，二者结合才能同时满足纯净、干燥两个条件。 （2）答案：收集到的氧气纯度偏低；原因：加热初期导管排出的气泡是装置内留存的空气，未排尽空气就收集，空气会混入氧气中。 解析：必须等待导管口气泡连续均匀冒出，装置内空气完全排净后再收集气体。 （3）答案：该说法错误；理由：催化剂具有专一性，二氧化锰只能催化部分化学反应，不能催化所有反应，例如红磷燃烧、木炭燃烧不需要二氧化锰催化。 解析：不存在适用于全部化学反应的通用催化剂。 （4）答案：排水法优点：收集的氧气纯度高；缺点：气体含有水蒸气，比较潮湿；适用场景：实验需要纯净氧气。向上排空气法优点：收集的氧气干燥无水；缺点：气体易混入空气，纯度偏低；适用场景：实验需要干燥氧气。 解析：两种收集方法优缺点、适用场景是中考高频考点。 2 单项选择题答案解析 （1）答案：C 解析：排水法收集氧气不含空气杂质，纯度更高；向上排空气法收集气体干燥，导管需要伸至集气瓶底部。 （2）答案：A 解析：①②③操作均可以防止试管受热炸裂；④试管口棉花作用是阻挡粉末堵塞导管，与防止试管炸裂无关。 （3）答案：C 解析：分解反应属于化学变化，一定生成新物质；反应物只有一种，生成物两种及以上。 1 学科网（北京）股份有限公司 $