2.3 制取氧气导学案--2026-2027学年九年级化学人教版上册

第二单元 课题3 制取氧气 【预习总要求】 1.掌握实验室两种制取氧气的药品、反应原理（文字表达式）； 2.理解催化剂定义与催化作用，掌握过氧化氢对比实验现象与结论； 3.分清化合反应、分解反应的区别，会判断反应类型； 4.熟记高锰酸钾制氧整套装置、操作步骤、收集、验满、注意事项； 5.简单了解工业制氧气方法，区分实验室制取与工业制取的不同思路。 一、实验室制取氧气两种方案 方案 1：加热高锰酸钾制氧气 1.药品：暗紫色固体高锰酸钾（KMnO4） 2.反应条件：加热（△） 3.文字表达式： 4.装置类型：固体加热型（试管口略向下倾斜） 5.收集方法：排水法、向上排空气法 方案 2：过氧化氢（双氧水）分解制氧气 1.药品：过氧化氢溶液（无色液体）、黑色固体二氧化锰 2.反应条件：常温（二氧化锰作催化剂） 3.文字表达式： 4.装置类型：固液不加热型（无需酒精灯） 二、核心探究：二氧化锰在过氧化氢分解中的作用（催化剂必考实验） 三步对比实验现象 1.只加过氧化氢：带火星木条不复燃，常温分解氧气极少； 2.加入二氧化锰后：快速产生大量气泡，木条复燃； 3.反应结束，重新加入过氧化氢，再次快速产气，二氧化锰持续起作用。 催化剂定义: 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。 催化剂关键点（预习易错） 1.“改变”：包含加快、减慢，本实验二氧化锰是加快反应； 2.反应前后只不变：质量、化学性质；物理性质（结块、颜色细微变化）可改变； 3.催化剂不参与生成物，不增加产物质量； 4.一个反应可选用多种催化剂（过氧化氢可用氧化铁、氧化铜代替 MnO₂）。 催化作用：催化剂在反应中起到加快 / 减慢反应的作用。 三、反应类型：分解反应 1.定义：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应； 2.特征：一变多（对比化合反应 “多变一”）； 3.举例：高锰酸钾分解、过氧化氢分解均为分解反应。 化合、分解对比表格 表格 反应类型 特征 典型例子 化合反应 多变一 碳+氧气二氧化碳 分解反应 一变多 四、高锰酸钾制取氧气完整实验流程（广东实验高频考点） 1. 装置要点 发生装置：试管口放一团棉花（防止加热时试管内的粉末状物质进入导管）； 试管口略向下倾斜：防止药品含水，冷凝水倒流，热试管炸裂。 2. 操作步骤（口诀：查、装、定、点、收、离、熄） ①查：检查装置气密性； ②装：装入高锰酸钾，管口塞棉花； ③定：试管固定在铁架台； ④点：点燃酒精灯，先均匀预热，再集中加热药品； ⑤收：气泡连续均匀冒出再收集（刚开始空气不纯）； ⑥离：收集完毕，先将导管移出水面； ⑦熄：最后熄灭酒精灯。 ⚠️关键顺序：先离后熄！防止水倒吸炸裂试管。 3. 氧气收集两种方法 1.排水法 适用：氧气不易溶于水、不与水反应；优点：收集气体纯净； 2.向上排空气法 适用：氧气密度略大于空气；优点：收集气体干燥。 4. 检验与验满 检验（证明瓶内是氧气）：带火星木条伸入瓶内，木条复燃； 验满（排水法不用验满；向上排空气）：带火星木条放在瓶口，复燃即满。 五、工业制取氧气（物理变化，预习易混点） 1.原料：液态空气； 2.原理：利用氮气、氧气沸点不同，低温加压液化空气，升温先分离出氮气； 3.变化类型：无新物质生成，属于物理变化； 对比：实验室制氧气是化学变化（有新物质氧气生成）。 六、预习高频易错点梳理 1.二氧化锰不是所有反应的催化剂，只针对过氧化氢、氯酸钾分解； 2.催化剂不能改变生成物多少，只改变反应快慢； 3.高锰酸钾试管棉花：过氧化氢装置不需要棉花； 4.刚开始导管气泡是空气，不能立刻收集，气体不纯； 5.先熄灯后撤导管，水倒吸，试管炸裂（考试简答高频失分点）； 6.工业制氧无化学反应，属于物理变化，实验室制氧是化学变化。 七、预习自测（贴合课后习题难度） 一、填空题 1.高锰酸钾制氧气管口放棉花作用：________________________________________。 2.过氧化氢分解的催化剂是_________，反应文字表达式________________________。 3.分解反应特征：____________；硫燃烧属于____________反应。 4.收集氧气，气泡____________________________时再收集，防止气体不纯。 5.向上排空气法验满操作：________________________________________________。 二、选择题 1.下列属于分解反应的是（ ） A. 硫 + 氧气二氧化硫 B. 2.关于催化剂说法正确的是（ ） A. 反应后质量减少 B. 改变反应速率 C. 一定加快反应 三、简答题 高锰酸钾制氧结束，为什么先移导管再熄灭酒精灯？ 参考答案 填空： 1.防止高锰酸钾粉末进入导管堵塞导管 2.二氧化锰； 3.一变多；化合 4.连续均匀冒出 5.将带火星木条放在集气瓶瓶口，木条复燃则收集满 选择： 1.B 2.B 简答：若先熄灭酒精灯，试管内温度降低、压强减小，水槽中的水会倒吸入热试管，使试管冷热不均炸裂。 八、标准答题模板 1.问：过氧化氢分解实验中二氧化锰有什么作用？ 答：二氧化锰作催化剂，加快过氧化氢分解产生氧气的速率，反应前后自身质量和化学性质不变。 2.问：工业制取氧气是物理还是化学变化？原因？ 答：物理变化；只是利用沸点分离空气，没有新物质生成。 3.问：高锰酸钾试管口略向下倾斜原因？ 答：防止加热时药品中的冷凝水倒流至热试管底部，炸裂试管。 【巩固练习】 一、单选题（在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1．高锰酸钾制氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，该反应的基本反应类型是（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 2．实验室制氧气常会用到催化剂，下列关于催化剂说法正确的是（ ） A．催化剂只能加快化学反应速率 B．化学反应前后，催化剂的质量与化学性质均不改变 C．使用催化剂能增加生成物的总质量 D．所有化学反应都必须添加催化剂才能发生 3．排水集气法收集氧气的装置如图所示。下列有关操作或说法正确的是（ ） A．导管口有气泡连续均匀冒出时，开始收集 B．瓶内水排完后，拿出水面再用玻璃片盖住瓶口 C．集气瓶移出水槽后，倒放在实验台上 D．排空气法比该方法收集到的氧气更纯净 4．化学是一门以实验为基础的科学。下列实验基本操作中正确的是（ ） A．熄灭酒精灯 B．滴加液体 C．氧气验满 D．检查气密性 5．加热高锰酸钾固体制氧气实验中，一定不需用到的仪器是（ ） A．铁架台 B．长颈漏斗 C．试管 D．酒精灯 6．下列是实验室制取氧气实验的部分操作，其中不正确的是（ ） A．检查气密性 B．装高锰酸钾 C．固定试管并加热 D．收集氧气 A．A B．B C．C D．D 7．有关实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气的说法，正确的是（ ） A．无需检查装置的气密性 B．反应后二氧化锰质量增加 C．反应时需要用酒精灯加热 D．可用带火星的木条检验氧气 8．用双氧水和制取并回收，下列操作不正确的是（ ） A．装固体 B．制氧气 C．收集氧气 D．过滤回收 9．下列有关空气的说法正确的是（ ） A．工业上分离液态空气是根据N2和O2的密度不同 B．稀有气体可制成多种用途的电光源 C．二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮都属于空气污染物 D．空气的成分按质量计算，氧气约占21% 10．空气是一种宝贵的资源。下列关于空气各成分的说法中，不正确的是（ ） A．工业上从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化 B．空气组成： C．稀有气体可用于制造多种用途的电光源 D．空气质量指数越小，空气的质量越好 11．下列既不属于化合反应也不属于分解反应，而属于氧化反应的是（ ） A． B． C． D． 12．探究土豆和猪肝对过氧化氢分解的催化效果：分别取大小相同、块状的土豆和猪肝于锥形瓶中，加入10mL相同浓度的过氧化氢稀溶液，实验装置如图1所示，装置中气压变化曲线如图2所示。下列叙述错误的是（ ） A．两种催化剂中催化效果更好的是猪肝块 B．两次实验产生氧气的质量：猪肝块>土豆块 C．由曲线可知，过氧化氢的分解反应是放热反应 D．土豆块催化过氧化氢完全分解所用的时间大约是65s 13．如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是（ ） A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性 B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气 C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色 D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热 14．实验室制氧气有以下操作，操作顺序正确的是（ ） ①撤去酒精灯②将仪器固定在铁架台上③检验装置的气密性④给装入药品的试管加热⑤收集气体⑥撤出伸入水中的导气管⑦装入高锰酸钾，用带导管的橡皮塞塞紧试管口 A．⑦③②④⑤⑥① B．③⑦②④⑤⑥① C．③⑦②④⑤①⑥ D．⑦③④②⑤⑥① 二、填空题 15．用排水法收集一瓶气体，若收集的是密度比空气大的气体，取出后要_____(“正”或“倒”)放在实验台上。收集密度比空气大的气体还可以用向_______排空气法，导管要伸到集气瓶底部，以便_____________________。 三、实验题 16．氧气是初中化学学习的一种重要气体。实验室制取气体常用的装置如下图所示，请回答下列问题。 (1)写出图中仪器a的名称：________________。 (2)若用图中装置A制取氧气，反应的文字表达式是：_____________________；装置A中的试管口略向下倾斜的原因是_____________________________。 (3)若用装置F采用向上排空气法收集氧气，应将气体从______（选填“b”或“c”）口通入。 (4)若用过氧化氢溶液制取氧气，还需要用到___________（填试剂名称），起___________作用，__________（选填“能”或“不能”）用高锰酸钾制取氧气后的剩余物代替该物质。 17．气体的制取是初中化学学习的重要内容。根据右图装置回答问题。 (1)图中仪器①的名称是______。 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集一瓶纯净的氧气，应选用图中的装置组合是______（填字母编号）。 试卷第1页，共3页 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B A A B C D C B B 题号 11 12 13 14 答案 D B C B 1．B 【详解】加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应是由一种反应物生成三种其他物质的反应，基本反应类型属于分解反应。 2．B 【详解】A.催化剂可加快也可减慢反应速率，并非只能加快，错误。 B.正确。 C.生成物总质量由反应物的量决定，催化剂不改变生成物质量，错误。 D.很多反应无需催化剂即可发生（如木炭燃烧等），催化剂不是反应发生的必需条件，错误。 3．A 【详解】A.反应刚开始排出的气泡是装置内的空气，待导管口气泡连续均匀冒出时，排出的才是纯净氧气，此时开始收集可避免收集的氧气混有空气，操作正确。 B.瓶内水排完后，需要在水下就用玻璃片盖住瓶口，再拿出水面；如果拿出水面后再盖玻璃片，空气会进入集气瓶导致氧气不纯，操作错误。 C.氧气密度大于空气（），集气瓶移出水槽后应正放在实验台上，倒放会导致氧气逸散，操作错误。 D.排水法收集的氧气纯度高于排空气法，排空气法易残留空气，说法错误。 4．A 【详解】A. 熄灭酒精灯应用灯帽盖灭，正确。 B .胶头滴管滴加液体时应垂直悬空在容器口上方，伸入容器内部会污染试剂，错误。 C. 氧气验满需将带火星的木条放在集气瓶口，伸入瓶内是检验氧气而非验满，操作错误。 D.该装置长颈漏斗与外界空气相通，未对长颈漏斗进行液封时，无法通过捂热试管的方式检验装置气密性，操作错误。 5．B 【详解】加热高锰酸钾制氧气属于固体加热型反应：铁架台用于固定反应容器、试管用于盛放高锰酸钾固体、酒精灯用于加热，长颈漏斗的作用是在固液不加热型反应中添加液体药品，该实验没有液体反应物，因此不需要使用长颈漏斗。 6．C 【详解】A.检查气密性利用气体热胀冷缩原理，手握试管，若导管口有气泡冒出说明装置气密性良好，操作正确。 B.取用高锰酸钾粉末时，试管横放，用药匙将药品送至试管底部再直立试管，可避免药品沾在试管内壁，操作正确。 C.加热固体药品时，试管口必须略向下倾斜，防止加热产生的冷凝水倒流回试管底部，导致试管炸裂；图中试管口向上倾斜，为防止加热时粉末状药品进入导管，试管口应放一团棉花，操作错误。 D.氧气密度大于空气，采用向上排空气法收集，导管伸到集气瓶底部可以排尽瓶内空气，操作正确。 7．D 【详解】A．实验室制取任何气体，组装装置后都需要先检查气密性，避免装置漏气无法收集到气体，A错误。 B．二氧化锰是该反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质均不发生改变，B错误。 C．双氧水在二氧化锰的催化作用下常温即可分解产生氧气，不需要酒精灯加热，C错误。 D．氧气具有助燃性，可使带火星的木条复燃，因此能用带火星的木条检验氧气，D正确。 8．C 【详解】A.取用粉末状固体时，用纸槽将药品送到试管底部，可避免药品沾在试管内壁，操作正确。 B.双氧水和制氧气是固液不加热型反应，图中长颈漏斗下端浸入液面下形成液封，可防止生成的氧气从漏斗逸出，装置正确。 C.氧气密度大于空气，用空广口瓶采用排空气法收集时，应“长进短出”，即氧气从长管通入，聚集在瓶底，将空气从短管排出。图中氧气从短管通入，氧气会直接从长管逸出，无法收集到氧气，操作错误。 D.难溶于水，过滤可实现回收，图中操作符合“一贴二低三靠”要求，有玻璃棒引流、漏斗下端紧贴烧杯内壁，操作正确。 9．B 【详解】A、工业上分离液态空气是利用工业上分离液态空气是利用和的沸点不同，不是密度差异。 B、稀有气体通电时会发出不同颜色的有色光，因此可制成霓虹灯等多种用途的电光源。 C、二氧化碳是空气正常成分，不属于空气污染物，本项中只有二氧化硫、二氧化氮属于空气污染物。 D、空气的成分按体积分数计算，氧气约占21%，不是质量占比。 10．B 【详解】A. 工业上分离液态空气制氧气，是利用液氮和液氧的沸点不同进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，表述正确； B. 空气的成分按体积计算：氮气78%、氧气21%，不是质量分数；且空气中占比78%的是氮气，化学式为，不是N，表述错误； C. 稀有气体通电时会发出不同颜色的光，可用于制造霓虹灯等多种电光源，表述正确； D. 空气质量指数越小，代表空气中污染物含量越低，空气质量越好，表述正确。 11．D 【分析】化合反应是指多种物质生成一种物质的反应，分解反应是指一种物质生成多种物质的反应，物质与氧气的反应属于氧化反应。 【详解】A、该反应符合“多变一”的规律，属于化合反应，且该反应不属于氧化反应，该选项不符合题意； B、该反应为硫和氧气的反应，属于氧化反应，且该反应符合“多变一”的规律，属于化合反应，该选项不符合题意； C、该反应符合“一变多”的规律，属于分解反应，且该反应不属于氧化反应，该选项不符合题意； D、该反应的反应物和生成物均有两种，既不属于化合反应也不属于分解反应，且该反应属于氧化反应，该选项符合题意。 故选D。 12．B 【详解】A.猪肝组的气压上升速率更快，说明相同时间内生成氧气更多，反应速率更快，催化效果更好，表述正确。 B.两次实验所用过氧化氢的浓度、体积完全相同，所含质量相等，完全分解生成的质量相等，与催化剂种类无关，表述错误，符合题意。 C.反应结束后不再生成氧气，气压逐渐下降，是因为反应放热，结束后温度恢复至室温导致气压降低，可证明反应为放热反应，表述正确。 D.土豆组曲线在65s时达到气压峰值，说明此时过氧化氢已完全分解，之后温度下降导致气压降低，表述正确。 13．C 【详解】A.制取气体的操作顺序是先检查装置气密性，确认气密性良好后再装入药品，A操作顺序错误。 B.排水法收集氧气时，导管口刚开始冒出的气泡是装置内的空气，需等气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯，B错误。 C.图示装置试管口没有放置棉花，加热时高锰酸钾粉末会随气流通过导管进入水槽，高锰酸钾溶于水呈紫红色，因此水槽中的水会变为紫红色，C正确。 D.加热试管时需先对试管整体预热，再对准试剂部位加热，直接局部加热会导致试管受热不均发生炸裂，D错误。 14．B 【详解】实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤口诀：查、装、定、点、收、离、熄 ③检验装置的气密性（查） ⑦装入高锰酸钾，用带导管的橡皮塞塞紧试管口（装） ②将仪器固定在铁架台上（定） ④给装入药品的试管加热（点） ⑤收集气体（收） ⑥撤出伸入水中的导气管（离） ①撤去酒精灯（熄） 正确顺序：③⑦②④⑤⑥①，对应选项 B。 15． 正； 上； 排尽集气瓶内的空气，提高收集气体的纯度。 【详解】1. 密度大于空气的气体正放时会聚集在集气瓶下部，不容易向上逸散，因此取出后需正放。 2. 密度比空气大的气体进入集气瓶后会向下沉积，将空气从集气瓶上方挤出，因此采用向上排空气法收集。 3. 导管伸到集气瓶底部，可直接将密度大的气体通入瓶底，逐步把瓶内原有空气完全排出，避免残留空气导致收集的气体不纯。 16．(1)铁架台 (2) 避免冷凝水回流到高温试管底部导致试管炸裂 (3)b (4) 二氧化锰 催化 能 【详解】（1）略。 （2）装置A试管口放置棉花，是高锰酸钾受热分解制氧气的特征装置，对应文字表达式为：； 固体药品中含有水分，加热后变成水蒸气，在试管口遇冷液化成冷凝水；试管口略向下倾斜，可避免冷凝水回流到高温试管底部，冷热不均导致试管炸裂。 （3）氧气密度比空气大，采用长管（b）进、短管（c）出的方式收集。 （4）过氧化氢常温下分解速率极慢，需要加入二氧化锰作催化剂加快反应速率； 高锰酸钾受热分解的剩余固体中含有二氧化锰，二氧化锰可重复催化过氧化氢分解，因此可以替代。 17．(1)长颈漏斗 (2)AE 【详解】（1）根据常见化学仪器的外形和用途，图中仪器①是长颈漏斗。 （2）高锰酸钾制取氧气，反应物为固体，反应需要加热，因此选择固体加热型发生装置A；要收集纯净的氧气，排水法收集的气体纯度高于排空气法，氧气不易溶于水，因此选择排水法收集装置E，故装置组合为AE。 学科网（北京）股份有限公司 $