2.3氧气的制备导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学导学案聚焦“氧气的制备”，系统梳理工业制氧（分离液态空气法等物理方法）与实验室制氧（过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾三种化学方法），结合催化剂、分解反应等核心概念，通过基础梳理搭建知识框架，引导学生关联氧气性质，形成完整知识脉络。 资料特色鲜明，实验步骤详尽（如高锰酸钾制氧“查装定点收离熄”口诀），巩固精炼题涵盖实验操作、装置选择、催化剂理解等，体现科学探究与实践，通过对比不同制氧方法培养科学思维，帮助学生构建化学观念，提升解决实际问题的能力。

第3节 氧气的制备 【基础梳理】 一、从空气中分离出氧气 1、工业上采用分离液态空气法： 根据氧气和氮气 不同分离出氧气，属于 （物理、化学）变化。 2．气体膜分离技术是利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透率不同的性质，从而达到分离的目的。（属于物理变化） 3．分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，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。（属于物理变化）： 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 ⑴药品：药品：过氧化氢溶液（主要成分H2O2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO2） ⑵原理：文字表达式为 ⑶装置： 发生装置：固液常温 （依据 选择） 收集方法： 或 。（依据气体 和气体 选择） ⑷步骤 ①检查装置的气密性开手后导管中形 成一段水柱，说明装置气密性良好。 ②装药品：先向锥形瓶中加入二氧化锰固体，塞好带有分液漏斗和导管的双孔橡皮塞，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。 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。若用排水法收集气体，当气泡连续均匀冒出时开始收集（原因是开始排出的气体是空气，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口有大量气泡往外冒时，表明氧气已集满，在水下用玻璃片磨砂面盖住瓶口，移出水槽，将集气瓶正放在桌面上。若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入部（目的是为了排尽瓶内空气）。 ⑸检验和验满 ①检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条 复燃，说明是氧气。 ②验满： 排水法：当集气瓶口有大气泡 冒出时，证明已满。 向上排空气法：将带火星的木条放在 集气瓶口，若木条 复燃，证明已满。 2.加热高锰酸钾制氧气 ⑴药品：高锰酸钾（ 色固体，化学式： ） ⑵反应原理： ⑶反应装置（固体加热型）： ⑷实验步骤： 操作步骤 操作方法 查（茶） 连接好装置，先将导管末端放入 ，再 ，若观察到 ，移开手后过一段时间，导管中 ，说明装置气密性良好 装（庄） 将 ，并在 放 （作用 ），用单孔橡皮塞塞紧 定（定） 铁夹夹在试管的中上部（或距试管口 处），并使试管口   点（点） 点燃酒精灯，先用酒精灯对试管 ，然后对准试剂部位加热 收（收） 若用排水法收集气体，集气瓶内装满 ，倒扣在水槽中（瓶口在水面下），当导管口有 地冒出时，开始收集。当 时表明瓶内已经集满氧气，在 盖好玻璃片取出， 放在桌面上； 若用向上排空气法收集气体，收集时导管应伸入集气瓶 （为了排尽瓶内空气），验满时，将 放在集气瓶 ，若 ，则氧气已收集满。 离（利） 实验结束后，先 ，后 ，目的 熄（息） 3.加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气 （1）药品：氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末） （2）原理：文字表达式：氯酸钾 氯化钾+氧气； （3）装置：与高锰酸钾制氧气装置相似，区别在于试管口不用放棉花。 （4）步骤：查、装、定、点、收、离、熄（同高锰酸钾制氧气） 三、催化剂和催化作用 1.概念：在化学反应中能 ，但本身的 和 在化学反应前后都没有发生变化的物质称为该反应的催化剂。 2.特点 （1） “一变”：能增大（加快） ； （2） “两不变”：本身的 和 不变 （3） 催化剂 改变生成物的质量； 3.影响某反应的反应速率的因素：反应物 、反应 、反应物 、是否有 、催化剂种类、催化剂质量等。 四、分解反应 1.定义:由 种物质生成 种以上新物质的化学反应 2.特点: 变 ； 【巩固精炼】 1、下列有关工业法制取氧气的说法中正确的是（ ） A．液化蒸发空气制取氧气属于分解反应 B．液化蒸发空气制取氧气的过程属于物理变化 C．液氧是无色的 D．液化蒸发空气所得的氧气贮存在银灰色钢瓶中 2、实验室制取氧气的方法中，简单易行、不污染环境的是----------------（ ） A、加热高锰酸钾制取氧气 B、用双氧水和二氧化锰制取氧气 C、加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气 D、空气→液态空气→分离氧气 3、便携式制氧机能给病人提供高纯度的氧气。其中一款制氧机利用空气压缩机反复压缩空气，再通过分子筛罐排出废气，经净化处理制造出高纯度氧气。下列说法错误的是 A．该制氧过程中发生的是物理变化 B．分子筛罐的作用相当于实验室中的过滤 C．排出的废气主要成分为氮气 D．供给呼吸的氧气纯度越高越有利于健康 4、在使用高锰酸钾制取氧气的操作过程中，下列先后顺序不规范的是------------（ ） A、先检验装置的气密性，再加入药品 B、先盖上玻璃片，再从水下拿出集气瓶正放在桌面上 C、先将导管从水槽中取出来，再熄灭酒精灯 D、先在铁架台上固定发生装置，再放置酒精灯 5、下列有关催化剂的说法正确的是（　　） A．MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂 B．同一个化学反应可以有多种催化剂 C．催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行 D．催化剂在反应前后质量和性质都不变 6、如图所示为实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作。其中正确的是 A．检查气密性 B．加入固体药品 C．制取氧气 D．检验氧气已收集满 7、用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气时，下列关于二氧化锰的说法中，正确的是 A．是该反应中的反应物 B．能改变该反应的速率 C．加入越多，制得氧气也越多 D．反应后，质量减少，性质不变 8、化学概念间有包含、并列、交叉等不同关系。下列选项中符合如图所示关系的是 A B C D X 化合反应 纯净物 物理变化 化合反应 Y 氧化反应 混合物 化学变化 分解反应 A B C D X 化合反应 纯净物 物理变化 化合反应 Y 氧化反应 混合物 化学变化 分解反应 9、如图所示四种途径都可以得到(反应条件已省略)，下列说法错误的是（ ） A．从节约能源的角度，甲途径是实验室制O2的最佳方案 B．乙和丙途径中都用的是固体加热发生装置 C．甲、乙途径中都用到了二氧化锰作催化剂 D．工业上采用途径丁制取大量O2，主要是利用了氮气和氧气的密度不同 10、下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是 A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性 B．检查装置气密性时，先用手握住容器，后把导管的一端伸入水中 C．给试管中的固体药品加热时，先均匀加热，后固定在药品处加热 D．加热并用排水法收集的实验结束时，先熄灭酒精灯，后将导管移出水面 11、实验室里制取氧气时大致可分为以下步骤：①点燃酒精灯；②检查装置气密性；③将高锰酸钾装入试 管，用带导管的塞子塞紧试管，并把它固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是-----------------------------（ ） A、②③①④⑤⑥ B、③②①④⑤⑥ C、②③①④⑥⑤ D、③②①④⑥⑤ 12、化学学习小组利用塑料瓶、注射器、吸管等，设计并制作简易供氧器。下列有关该供氧器制氧原理的说法正确的是（ ） A．在左瓶中加入MnO2越多产生氧气就越多 B．右瓶产生气泡的速度可以判断氧气的纯度 C．注射器注入试剂的快慢可以调节反应速率 D．使用5%的H2O2溶液比30%的反应更剧烈 13、如图表示一定质量的过氧化氢和二氧化锰混合物采用排空气法制取氧气过程，某变量y随反应时间的变化趋势，纵坐标y表示的是（ ） A．反应物过氧化氢的质量 B．发生装置中二氧化锰的质量 C．集气瓶中氧气的质量 D．反应过程中生成水的质量 14、探究催化剂对H2O2分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示，用电子秤称量0.04 g、0.08 g、0.12 g的MnO2粉末，分别加入三只锥形瓶中，用注射器各量取8 mL 3%的H2O2溶液，连接装置，将H2O2溶液注入锥形瓶中，用压强传感器测量各锥形瓶中压强，压强随时间(前100 s)的变化曲线如图2。下列说法正确的是（ ）MnO2 A．实验过程中，锥形瓶内发生反应的化学方程式为：2H2O2 2H2↑ + O2↑ B．最终生成O2的质量关系为：0.12 g MnO2组>0.08 g MnO2组>0.04 g MnO2组 C．分析图2曲线可知，其他条件相同时，MnO2的质量越大，H2O2的分解速率越快 D．化学反应前后MnO2的质量和性质不变 15、化学兴趣小组为比较和对分解快慢的影响，进行如下实验，依据实验获取的氧气体积分数的变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是（ ） A．实验前，一定要先检查装置A的气密性 B．实验前，装置A中氧气体积分数为0 C．相同条件下，对的催化效果比好 D．相同条件下，催化剂种类对产生氧气体积分数不影响 16、如图是某同学设计的实验室制取氧气的装置图 (1)指出仪器名称：①___________，②___________，③___________。 (2)若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是___________(填字母)。 (3)给试管中的固体物质加热时试管口要___________，目的是___________。 (4)若用排水法收集氧气的适宜时间是___________，收集满的标志是___________。 (5)若要收集比较干燥的氧气，可选用的收集装置是___________，验满的方法是___________。 (6)若用过氧化氢制取氧气，还需要用到___________(填名称)，其起___________作用，制取气体时，组装好仪器后，应先___________，再添加药品。写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式___________。 (7)实验结束后，有人问：“我用带火星的木条伸入集气瓶内，为什么不会复燃？”请你推测导致这种现象的可能原因___________(写一个)。 (8)氢气是一种无色无味、密度比空气小，且难溶于水的气体；实验室常用锌粒与稀硫酸常温下反应制取氢气。你认为制取氢气应选择的发生装置是___________；若用装置F来收集氢气，则应从___________(填“b”或“c”)通入氢气；若要判断制取氢气的快慢，可在装置F中装半瓶水，此时氢气应从___________(填“b”或“c”)通入。 17、跨学科实践活动有助于培养学生勇于批判、质疑、克服困难，敢于面对陌生、不确定的挑战。实验学校学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。 【活动一】如图甲所示，该制氧机通过A、B两种物质产生氧气，其中A是过碳酸钠白色固体，B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）加水溶解会分解生成Na2CO3和H2O2。 用该制氧机制氧时，在反应仓中加入适量水，再先后加入过碳酸钠和二氧化锰，反应仓内的现象为黑色粉末翻腾，溶液变得浑浊，仓壁变得温热，过滤仓底部导气管口有气泡冒出。 (1)反应仓中H2O2生成氧气的符号表达式为_____，过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外，还可以起到的作用是___（填字母）。 A．可以通过气泡观察氧气生成的速率 B．降低氧气温度 C．加快氧气的生成 (2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法____。 (3)图甲反应仓中“O2通道”相当于图乙装置中的____（填“c”或“d”）导管。 【活动二】制作简易的家用制氧机 (4)除需考虑反应原理、方法选择外，还需考虑很多方面的因素，例如____（写一条）。同学们在充分思考交流的基础上，利用家庭中常见材料，设计并制作了简易家用制氧机（如图丙），其中C瓶的作用相当于图甲中的___仓。 (5)氧气能从图丙C瓶中逸出，是因为氧气_____。 18、某校化学兴趣小组的同学利用如图所示装置进行实验。 实验目的：⑴用高锰酸钾制取一瓶氧气，做细铁丝燃烧的实验。⑵粗略测定加热2g高锰酸钾所收集到的氧气体积。 反应原理：（用文字表达式表示） ⑴高锰酸钾制氧气：　　　 　　；⑵细铁丝在氧气中燃烧：　　　 　　； 仪器认识：写出仪器①、②的名称：①　　　 　　；②　　　 　　； 装置连接：各装置按a→c→b→d的顺序连接，　 　（填“能”、“不能”）达到实验目的⑵。 问题分析：⑴实验过程发现B瓶中的水变红了，原因是　　　 　　； ⑵用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，未见铁丝燃烧，其原因可能是　　　 　　。 第3节 氧气的制备答案 【基础梳理】 一、从空气中分离出氧气 1、 沸点 物理 2．物理 3．物理 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 ⑴药品：双氧水 二氧化锰二氧化锰 ⑵原理：过氧化氢 水 +氧气 ⑶装置：反应物的状态和反应条件 向上排空气法 排水法 溶解性 密度 ⑷步骤 ①关闭分液漏斗的活塞，将导管放入水中，用手捂住锥形瓶，若导管口有气泡，说明装置的气密性良好 ②二氧化锰 双氧水 ④导管口有连续均匀气泡冒出 一开始排出的是装置内的空气 瓶内无水，瓶口外有大气泡冒出 导管伸到集气瓶的底部 有利于空气排出 ⑸检验和验满 ①带火星的木条伸入瓶中 木条复燃 ②验满： 排水法：瓶内无水，瓶口外有大气泡冒出 向上排空气法：带火星的木条放在瓶口 木条复燃 2.加热高锰酸钾制氧气 ⑴紫黑 KMnO4 ⑵反应原理：加热 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ⑶反应装置（固体加热型）： ⑷实验步骤： 操作步骤 操作方法 查（茶） 水中 用手握住试管 导管口有气泡 上升一段水柱 装（庄） 高锰酸钾装入试管 试管口 一团棉花 防止药品进入导管 定（定） 1/3 略向下倾斜 点（点） 预热 收（收） 水 连续均匀 瓶内无水瓶口外有大气泡 水下 正 底部 带火星的木条 瓶口 木条复燃 离（利） 将导管移出水面 熄灭酒精灯 防止倒吸 熄（息） 3.加热氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制氧气加热 （1）氯酸钾 二氧化锰 二氧化锰 加热 （2）原理：氯酸钾 氯化钾+氧气加热 三、催化剂和催化作用 1.加快反应速率 质量 化学性质 2.特点 ⑴反应速率 ⑵质量 化学性质 ⑶不能 3.浓度 温度 接触面积 催化剂 四、分解反应 1.一 两种或两 2.一 多 【巩固精炼】 1、B 2、B 3、D 4、D 5、B 6、A 7、B 8、A 9、D 10、C 11、C 12、C 13、C 14、C 15、B 16、(1)试管 酒精灯 (2)A (3)略向下倾斜 防止冷凝水回流炸裂试管 (4)导管口有连续均匀的气泡冒出 瓶内无水瓶口外有大气泡冒出 (5)C 将带火星的木条放在瓶口，木条复燃，说明气体已满。加热 (6)二氧化锰 催化 检查装置的气密性 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 (7)装置漏气 (8)B c b 17、MnO2 (1) H2O2 H2O + O2 AB (2)将带火星的木条放在导管a处，木条复燃。 (3)c (4)是否安全可靠 过滤 (5)不易溶于水点燃 加热 18、⑴ 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气 ⑵铁+氧气 四氧化三铁 试管 量筒 能 试管口未塞一团棉花 铁丝生锈或氧气纯度低或未等火柴梗即将燃尽伸入集气瓶 学科网（北京）股份有限公司 $