2.3制取氧气第一课时讲义-2026-2027学年九年级化学人教版上册

第二单元 空气和氧气 课题3 制取氧气（第一课时）讲义 人教版·九年级化学·上册 一、知识清单 1. 实验室制取氧气常用三种方法：加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 2. 高锰酸钾是暗紫色固体，受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 3. 过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下分解，生成水和氧气。 4. 氯酸钾是白色固体，在二氧化锰催化下加热分解，生成氯化钾和氧气。 5. 催化剂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不变。 6. 催化剂所起的作用叫催化作用，能加快或减慢反应速率。 7. 分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。 二、四维核心素养 化学观念：认识物质可相互转化，建立通过反应制取气体的观念。 科学思维：比较三种制氧原理，形成依据条件选择方法的思维。 科学探究：通过探究催化剂作用，学会对比实验、控制变量。 科学态度与责任：养成严谨求实、实事求是的科学态度。 三、重难点 重点：实验室制取氧气的三种原理及反应特点；催化剂的概念与催化作用；分解反应的判断与识别。 难点：理解催化剂“一变二不变”的实质，能解释催化剂不消耗的原因；能根据反应物状态与反应条件合理选择制取氧气的方法；准确判断反应是否为分解反应。 四、课堂练习 本练习围绕“实验室制取氧气的原理、催化剂与催化作用、分解反应”三个知识点展开，分为四个部分。请先回顾每部分的知识点，再独立完成相应习题，最后对照文末答案订正。 第一部分　实验室制取氧气的原理 【知识点】 实验室制取氧气常用的方法有三种：一是加热高锰酸钾；二是分解过氧化氢溶液（常加入二氧化锰）；三是加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 高锰酸钾是暗紫色固体，受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，其中锰酸钾、二氧化锰是固体，氧气是气体。 过氧化氢溶液常温下就能缓慢分解放出氧气，加入二氧化锰后分解速率明显加快，生成水和氧气。 氯酸钾是白色固体，加热可缓慢分解放出氧气，与二氧化锰混合后加热，分解速率明显加快，生成氯化钾和氧气。 选择制气方法时，要综合考虑反应物的状态、是否需要加热、制气速度、成本与安全等因素。 【基础题】 1. 实验室制取氧气常用的三种方法分别用什么药品？请逐一说出。 2. 加热高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾受热分解生成了哪些物质？ 3. 用过氧化氢溶液制取氧气时，通常需要加入哪种物质？该物质起到什么作用？ 4. 加热氯酸钾制取氧气时，通常与哪种物质混合加热？这种物质是什么颜色的？ 5. 填空：高锰酸钾是____色固体，氯酸钾是____色固体，二氧化锰是____色固体。 6. 判断正误并说明理由：实验室里制取氧气只有“加热高锰酸钾”这一种方法。 7. 填空：加热高锰酸钾制取氧气时，受热分解生成的三种物质是____、____和____；过氧化氢溶液是____体，氯酸钾与二氧化锰的混合物中，二氧化锰是____色固体。 8. 选择题：下列方法中，属于实验室制取氧气常用方法的是（　）。A.分离液态空气　B.加热高锰酸钾　C.电解水　D.燃烧木炭。 【能力提升】 9. 实验结束后，小明观察到加热高锰酸钾的试管内剩余固体呈黑色（其中含二氧化锰）。请分析：高锰酸钾受热分解后，生成物中哪些是固体？哪些是气体？ 10. 有同学认为“过氧化氢溶液加入二氧化锰后，产生氧气的量会比不加时更多”。这种说法正确吗？请结合催化剂的特点说明理由。 11. 请从“反应物状态、是否需加热、制气速度快慢”三个方面，比较加热高锰酸钾与分解过氧化氢溶液两种制氧方法的异同。 12. 在实验室用氯酸钾制取氧气时，为什么通常要把氯酸钾与二氧化锰混合加热，而不单独加热氯酸钾？ 13. 综合思考：请从“反应物是固体还是液体”“是否需要加热”两个角度，把实验室制取氧气的三种方法分成两类，并说明这样分类的依据。 14. 实验分析：用加热高锰酸钾的方法制取氧气时，若试管口未放棉花，高锰酸钾粉末可能随气流进入导管。请说说在实验设计中为什么要考虑这一细节，这体现了怎样的科学态度。 第二部分　催化剂与催化作用 【知识点】 催化剂（又叫触媒）是指在化学反应中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。 催化剂的作用可概括为“一变二不变”：一变指改变其他物质的化学反应速率，改变既可以是加快，也可以是减慢；二不变指催化剂本身的质量和化学性质在反应前后都不变。 催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 催化剂只能改变反应的速率，不能改变生成物的种类和多少。 催化剂并非只有一种，不同的反应需要不同的催化剂，同一反应也可能有多种催化剂。 【基础题】 1. 什么是催化剂？催化剂在化学反应前后，哪些性质保持不变？ 2. 催化剂的作用是“改变”反应速率，这里的“改变”是否只表示“加快”？ 3. 在过氧化氢分解制取氧气的反应中，二氧化锰作催化剂，它所起的作用叫什么？ 4. 判断正误并说明理由：催化剂可以使化学反应中生成的产物变得更多。 5. 填空：催化剂的“一变”是指改变其他物质的____，“二不变”是指本身的____和____在反应前后都不变。 6. 有同学在过氧化氢溶液中加入二氧化锰后，观察到产生气泡的速率明显加快。请你说说，二氧化锰在此反应中扮演了什么角色？ 7. 辨析：有人认为“催化剂就是加快反应速率的物质”。请你根据催化剂的定义，指出这句话不准确的地方。 8. 判断并说明：某反应中，加入的催化剂量越多，反应生成的产物就越多。这种说法对吗？ 【能力提升】 9. 某同学在过氧化氢溶液中加入二氧化锰后，产生气泡的速率明显加快；实验结束后测得二氧化锰的质量和化学性质都没有改变。据此你能得出什么结论？ 10. 有同学说“二氧化锰在任何化学反应中都作催化剂”。这种说法正确吗？请说明理由。 11. 某反应在无催化剂时几乎不进行，加入少量催化剂后速率显著加快。若把催化剂从反应体系中取出，反应速率会怎样变化？为什么？ 12. 请设计一个简单的对比实验，说明二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率（只写操作思路，不必画装置图）。 13. 小华认为“催化剂既然能改变反应速率，就一定能加快所有反应的速率”。他的说法对吗？请结合“改变”的两层含义说明。 14. 应用迁移：催化剂在工业生产中有重要作用。请结合“一变二不变”的特点，说明为什么催化剂能“反复使用”而需要补加的量很少。 15. 探究讨论：在过氧化氢分解的对比实验中，小组成员对“是否需要控制两支试管中过氧化氢的量相同”产生了分歧。请说明为什么要保持变量相同，这体现了什么科学方法。 第三部分　分解反应 【知识点】 分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的化学反应。 分解反应的特点是“一变多”，即一种物质分解生成多种物质。 判断分解反应的关键：反应物只有一种，生成物有两种或两种以上。 实验室制取氧气的三种方法都属于分解反应，因为都是由一种反应物分解生成多种物质。 【基础题】 1. 什么是分解反应？它的显著特点是什么？ 2. 加热高锰酸钾制取氧气的反应属于分解反应吗？请说明判断依据。 3. 过氧化氢分解制取氧气的反应属于分解反应吗？为什么？ 4. 下列反应中，属于分解反应的有哪些？请用序号表示：（1）高锰酸钾受热分解；（2）碳在氧气中燃烧；（3）氯酸钾受热分解；（4）过氧化氢分解。 5. 判断正误并说明理由：分解反应的反应物只有一种，生成物既可以是一种也可以有多种。 6. 选择题：实验室加热氯酸钾与二氧化锰混合物制取氧气的反应属于（　）。A.化合反应　B.分解反应　C.既不是化合反应也不是分解反应。 7. 判断：水通电分解生成氢气和氧气，这个反应是分解反应吗？请说明理由。 【能力提升】 8. 某物质A受热分解，生成物质B和C。该反应属于哪种基本反应类型？为什么？ 9. 有人说“只要生成物的种类多于反应物，就一定是分解反应”。这种说法正确吗？请举例说明。 10. 请从“反应物和生成物的种类数目”两方面，比较分解反应与化合反应的异同。 11. 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质。请据此判断该反应是否属于分解反应，并说明理由。 12. 概念比较：有人说“分解反应与化合反应是互逆的两种基本反应类型”。请结合两者的定义，谈谈你对这句话的理解。 13. 归类练习：请把下列反应按基本反应类型分类，并说明理由：（1）高锰酸钾受热分解；（2）碳在氧气中燃烧；（3）水通电分解；（4）硫在氧气中燃烧。 第四部分　综合运用 1. 归纳题：请用自己的话，把实验室制取氧气的三种方法、催化剂的概念和分解反应的特点连成一段通顺的话，形成完整知识结构。 2. 实验情景题：某小组用加热高锰酸钾的方法制取氧气，发现产生氧气的速率较慢。请结合所学知识，说说可能的原因，并给出改进建议。 3. 辨析题：小明说“分解反应就是‘一变多’，只要一种反应物生成多种生成物，就一定是化学变化”。你认为他的说法中哪些是正确的？哪些需要补充说明？ 4. 迁移题：除了氧气，很多气体也可以由分解反应制取。请根据分解反应“由一种反应物生成多种物质”的特点，说明为什么分解反应常常成为实验室制取气体的重要方法。 5. 实验设计题：若要验证“二氧化锰能加快过氧化氢分解”，请设计一个对照实验方案，说明如何操作、需要观察什么现象、如何比较。 6. 知识结构题：请用你自己的方式，把“制取氧气的方法”“催化剂”“分解反应”三个概念用关系词或箭头联系起来，组成一张知识关系图（用文字表述即可）。 7. 开放性思考：很多食品包装袋里都有“脱氧剂”。请结合本节课“通过化学反应可以制取和消耗物质”的观念，谈谈你对“物质在一定条件下可以相互转化”这一化学观念的认识。 8. 总结提升：学完本节课，请你说说“实验室制取氧气”这一任务是如何体现“选择方法要看反应物状态和反应条件”这一思路的，并举一个例子。 9. 联系生活：请举出一个生活中体现“催化剂加快反应”或“通过化学变化制取气体”的实例，并简要说明其原理。 五、参考答案 第一部分　实验室制取氧气的原理 1. 三种方法所用药品：加热高锰酸钾；分解过氧化氢溶液；加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 2. 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 3. 加入二氧化锰；它作催化剂，能加快过氧化氢分解的速率，反应前后本身质量和化学性质不变。 4. 与二氧化锰混合加热；二氧化锰是黑色固体。 5. 高锰酸钾是暗紫色固体，氯酸钾是白色固体，二氧化锰是黑色固体。 6. 错误。实验室制取氧气有三种常用方法，除了加热高锰酸钾，还可以分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物。 7. 高锰酸钾受热分解生成的三种物质是锰酸钾、二氧化锰和氧气；过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是黑色固体。 8. 选B。加热高锰酸钾属于实验室制取氧气的常用方法；分离液态空气和电解水是工业或特殊制氧方法，燃烧木炭不能制取氧气。 9. 固体有锰酸钾、二氧化锰；气体是氧气。 10. 不正确。催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的种类和多少，因此加入二氧化锰后产生氧气的量不会增加。 11. 加热高锰酸钾：药品为固体，需加热，速率受温度影响；分解过氧化氢溶液：药品为液体，常温即可进行，加入催化剂后速率加快，操作简便、速率较快。 12. 因为单独加热氯酸钾分解速率很慢，与二氧化锰混合后分解速率明显加快，且二氧化锰在反应前后质量和化学性质都不变。 13. 加热高锰酸钾、加热氯酸钾与二氧化锰的混合物属于固体、需加热一类；分解过氧化氢溶液属于液体、常温（加入催化剂）一类。分类依据是反应物状态和是否需要加热。 14. 放棉花可防止高锰酸钾粉末随气流进入导管，保证实验安全、收集的氧气纯净。这体现了严谨细致、实事求是的科学态度。 第二部分　催化剂与催化作用 1. 催化剂是指在化学反应中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不发生变化的物质；反应前后其质量和化学性质保持不变。 2. 不是。这里的“改变”既包括加快，也包括减慢，催化剂既可以加快反应，也可以减慢反应。 3. 催化作用。 4. 错误。催化剂只能改变反应的速率，不能改变生成物的种类和多少，所以不会让产物变得更多。 5. “一变”指改变其他物质的化学反应速率；“二不变”指本身的化学性质和质量在反应前后都不变。 6. 二氧化锰在反应中作催化剂，起催化作用，能加快过氧化氢分解的速率。 7. 不准确。催化剂的“改变”既包括加快也包括减慢，催化剂可以加快反应，也可以减慢反应，并非只是加快。 8. 不对。催化剂只能改变反应速率，不能改变生成物的种类和多少，催化剂的量不会改变产物的多少。 9. 可以得出结论：二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率，且反应前后本身的质量和化学性质都没有改变，说明二氧化锰是该反应的催化剂。 10. 不正确。催化剂是针对特定反应而言的，二氧化锰在某些反应中作催化剂，但并非在任何反应中都作催化剂。 11. 取出催化剂后反应速率会重新变慢。因为催化剂只是加快反应的速率，反应结束时其质量和化学性质不变，催化剂并不消耗，取出后加速作用消失。 12. 取两支相同的试管，分别加入等量、等浓度的过氧化氢溶液，在其中一支中加入少量二氧化锰；观察并比较两支试管产生气泡的快慢。加入二氧化锰的一支产生气泡明显更快，说明二氧化锰能加快过氧化氢分解。 13. 不对。催化剂“改变”反应速率包括加快和减慢两层含义，催化剂既可以加快某些反应，也可以减慢某些反应，并非都能加快所有反应的速率。 14. 因为催化剂反应前后质量和化学性质不变，可以反复使用而不被消耗，所以只需少量催化剂即可持续起催化作用，补加的量很少。 15. 只有控制两支试管中过氧化氢的量相同，才能排除“量不同”对产生气泡快慢的影响，单独比较有无二氧化锰的作用。这体现了控制变量的科学方法。 第三部分　分解反应 1. 分解反应是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的化学反应；显著特点是“一变多”，反应物只有一种。 2. 属于。因为高锰酸钾是一种反应物，受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，符合“一变多”的特征。 3. 属于。过氧化氢是一种反应物，分解生成水和氧气两种物质，符合分解反应的定义。 4. 属于分解反应的是（1）（3）（4）。其中（2）碳在氧气中燃烧是两种物质生成一种物质，属于化合反应。 5. 错误。分解反应中反应物只有一种，生成物必须是两种或两种以上其他物质。 6. 选B。氯酸钾与二氧化锰混合物加热生成氯化钾和氧气，由一种反应物生成多种物质，属于分解反应。 7. 属于。水由一种物质通电分解生成氢气和氧气两种物质，符合分解反应“一变多”的特征。 8. 属于分解反应。因为一种物质A受热分解生成B和C两种物质，符合“一种反应物生成两种以上物质”的特点。 9. 不正确。分解反应不仅要求生成物多于反应物，还必须是“由一种反应物生成多种物质”。例如碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，生成物虽然增多，但反应物有两种，属于化合反应而非分解反应。 10. 分解反应由一种反应物生成两种或两种以上其他物质；化合反应由两种或两种以上物质生成一种物质。前者“一变多”，后者“多变一”，恰好相反。 11. 属于分解反应。因为该反应由高锰酸钾一种反应物受热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气三种物质，符合分解反应“一变多”的特征。 12. 理解正确。分解反应“一变多”，化合反应“多变一”，两者的反应物和生成物数目恰好相反，方向互逆，都属于基本反应类型。 13. （1）高锰酸钾受热分解、（3）水通电分解属于分解反应（由一种物质生成多种物质）；（2）碳在氧气中燃烧、（4）硫在氧气中燃烧属于化合反应（由两种物质生成一种物质）。 第四部分　综合运用 1. 归纳示例：实验室可通过加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物三种方法制取氧气。它们都由一种反应物分解生成多种物质，属于分解反应；其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾都需要催化剂，催化剂能改变反应速率，而本身质量和化学性质不变。 2. 可能的原因：加热温度不够、高锰酸钾量不足或未充分受热等。改进建议：适当加大火焰、充分预热并均匀加热试管，或适当增加高锰酸钾用量。 3. “一变多”和“由一种反应物生成多种生成物”的判断正确；但还需要补充：分解反应属于化学变化，反应过程中有新物质生成，且生成物必须是两种或两种以上其他物质。 4. 因为分解反应由一种反应物生成多种物质，原料种类单一、来源集中，便于控制反应条件，且生成的气体往往是目标产物，便于收集和分离，因此常被用作实验室制取气体的方法。 5. 取两支相同的试管，各加入等量、等浓度的过氧化氢溶液；向其中一支加入少量二氧化锰，另一支不加。同时观察并比较两支试管产生气泡的快慢：加入二氧化锰的试管产生气泡明显更快，说明二氧化锰能加快过氧化氢分解；再称量并检查二氧化锰反应前后质量和化学性质是否改变，以确认其催化作用。 6. 示例：实验室制取氧气的三种方法均属于分解反应；分解反应常借助催化剂加快反应速率；催化剂被用于制取氧气的方法之中。三者围绕“如何制取氧气”相互关联。 7. 示例：物质并不是一成不变的，在一定条件下可以相互转化。实验室通过分解反应制取氧气，食品“脱氧剂”则通过化学反应消耗氧气，这些都说明化学变化可以实现物质的转化与利用。 8. 示例：选择方法要看反应物的状态和反应条件。例如高锰酸钾、氯酸钾是固体，常用加热的方式制取氧气；过氧化氢是液体，常在常温下加入催化剂分解制取氧气，体现了“因物制宜”的思路。 9. 示例：食品包装中的脱氧剂通过化学反应消耗氧气，延长食品保质期；工业生产中常用催化剂加快反应速率、提高生产效率。这些都体现了化学变化与催化剂的实际应用。 学科网（北京）股份有限公司 $