课题3 制取氧气

课题3 制取氧气双基导学实验室制取氧气（1）药品：过氧化氢溶液、高锰酸钾、氯酸钾（2）反应原理（3）收集方法：气体的收集方法决定于该气体物理性质。

因为氧气易溶于水，所以可用排水法（凡是不易溶于水或难溶于水的气体常用排水法收集）；又由于在标准状况下氧气的密度大于空气的密度，所以氧气还可用向上排空气法收集（在标准状况下密度大于空气的密度而且在通常情况下无毒、不与氧气反应的气体，可用向上排空气法收集）。

（4）采用加热高锰酸钾或加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取并用排水法收集氧气的操作步骤：查、装、定、点、收、移、熄（茶庄定点收利息）。

①查：检查装置的气密性。

将带有橡皮塞的弯曲导管塞紧试管，将导管的另一端放入水中，双手握住试管，观察水中的导管口是否有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明气密性好，如果没有气泡，说明装置的气密性不好，仔细查找原因，直到不漏气后才可使用。

②装：将高锰酸钾或氯酸钾、二氧化锰的混合物装入试管，用带导管的的橡皮塞塞紧试管。

③定：将试管固定在铁架台上，（注意试管口稍微向下倾斜）④点：点燃酒精灯加热，先使酒精灯火焰在试管下来回移动（目的是让试管均匀受热），然后火焰集中在药品部位加热。

⑤收：待导管口处有气泡冒出时，先不要立即收集，等到气泡均匀冒出时，再收集。

⑥移：实验完毕后，将导管从水中移出。

⑦熄：最后熄灭酒精灯（5）注意事项①试管口稍微向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流炸破试管。

②伸入试管的导管应短一些，刚露头即可。

③铁架台的铁夹应夹在试管的中上部。

④酒精灯应使用外焰。

⑤用酒精灯加热时应集中在药品部位加热。

⑥实验完毕应先将导管从水中移出再熄灭酒精灯。

目的是防止水倒吸炸破试管。

⑦用加热高锰酸钾制取氧气时，试管口要放少量棉花。

目的是防止高锰酸钾粉末进入导管。

（6）实验室制取氧气并用排水取气法收集氧气时所用的仪器：（7）实验室发生装置与收集装置的选择依据①发生装置的选择依据：反应物、生成物的状态及反应条件。

凡是给固体加热制取气体可用下图b,凡是反应前是固体和液体，反应不需要加热来制取气体的可用下图a②气体的收集装置：凡是不易溶于水或难溶于水而且不与水反应的气体，可用排水取气法收集简称排水法。

凡是密度比空气大的气体用向上排气法收集如图c；密度比空气小的气体用向下排气法收集如图d。

与空气的密度相近、有毒、能与空气中某种成分反应的气体一般不宜用排空气法收集。

a b c d（8）氧气的检验及验满将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，说明集气瓶中盛放的是氧气；将带火星的木条放在集气瓶口。

木条复燃，说明氧气已经充满。

（9）分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫分解反应。

可写作：AB→A+B（10）催化剂在化学反应中，能够改变其他物质化学反应速率而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质，叫催化剂。

催化剂起催化作用。

说明：①“催化剂”概念可概括为：“一变二不变”。

“一变”是改变其他物质化学反应速率，包括加快或减慢，不能片面理解为加快；“二不变”质量、化学性质不变，这里指化学性质不变，物理性质可能改变。

②二氧化锰不是专用催化剂。

③对于一个化学反应，没有催化剂并不意味着反应不能发生，只是反应速率慢。

④催化剂的使用不能增加或减少生成物的质量。

例题解析【例1】下列说法中不正确的是（）A.二氧化锰是一切化学反应的催化剂B.使用二氧化锰可以使过氧化氢分解速率加快C.不使用二氧化锰，氯酸钾也能分解产生氧气D.使用二氧化锰可使氯酸钾分解产生更多地氧气【点拨】二氧化锰不是一切反应的催化剂，不同的化学反应催化剂可能不同，催化剂只能改变化学反应速率，它与生成氧气的多少没有关系。

所以A、D不对。

【解答】A、D【反思】催化剂的使用与否只跟反应速率有关。

【例2】下列说法中正确的是（）A.每100g空气中含有78g氮气B.将氯酸钾和高锰酸钾混合加热，也很快放出氧气，所以说此时高锰酸钾起到了催化作用C.物质跟氧气发生的化学反应，一定属于氧化反应D.安装制备氧气的装置时，盛有药品的试管应向下倾斜【点拨】A中氮气约占空气体积的78%，是体积百分数而不是质量百分数；B中化学反应速率很快是因为加热混合物时，高锰酸钾很快分解生成氧气、锰酸钾、二氧化锰，生成的二氧化锰正好作为氯酸钾反应的催化剂，在反应中高锰酸钾发生了化学变化，其质量和化学性质都发生了变化；C正确。

D这种说法不严密。

试管哪端为上？哪端为下？试管倾斜到什么程度？正确说法是：盛有药品的试管口应稍微向下倾斜。

【解答】C【反思】化学学习中语言描述要准确，实事求是，符合实际。

【例3】实验室制取氧气的过程主要分以下步骤：A.给试管加热，排出管内空气B.检查装置气密性C.用铁夹把试管固定在铁架台上，并将试管口稍微向下倾斜D.将氯酸钾和二氧化锰的混合物放入试管中，用带导管的塞子塞紧E.用排水法收集F.熄灭酒精灯G.将导管从水槽中拿出实验室制取氧气的操作顺序是____________________。

【点拨】实验室制取氧气应按照“茶庄定点收利息”进行。

【解答】B→D→C→A→E→G→F【反思】用顺口溜、谐音等方法是记忆化学知识常用办法，希望同学们在学习中多尝试，总结出适合自己的记忆方法。

【例4】为保证长时间潜航，在潜水艇里要配备氧气的再生装置，有以下几种制氧气的方法：A.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气B.水氧气+氢气C.过氧化钠+二氧化碳碳酸钠+氧气D.硝酸水+二氧化碳+氧气你认为最适合在潜水艇里制氧气的方法是____________。

其优点是________________。

【点拨】在潜水艇里制备氧气时，要考虑以下几个方面的问题：一、操作要简单，二、减少自备能源的消耗，三、减少污染和有毒物质的排放。

方法A需要加热，方法B需要消耗电能，而且反应慢，方法C不需要加热而且能够将呼吸呼出的二氧化碳转变成氧气供给呼吸，维持艇内空气成分的相对稳定。

方法D生成的二氧化氮有毒。

【解答】C，操作简单，不需加热，不消耗电能；将人呼出的二氧化碳转化为氧气【例5】实验室常用氯酸钾晶体和二氧化锰粉末制取氧气（装置A），也可用过氧化氢溶液和催化剂二氧化锰来制取氧气（装置B）。

装置B中的仪器a是分液漏斗，通过活塞的“开”“关”可以随时滴加过氧化氢溶液，从而控制得到氧气的质量。

（1）写出一种实验室制取氧气的文字表达式________________________________________。

（2）从反应物状态和反应条件来比较装置A和装置B的差异：（3）用装置B制得的氧气中有少量水蒸气，可用浓硫酸除去水蒸气，请在图中的方框中添加上带橡皮塞的玻璃管，完成除去水蒸气的实验装置图。

（4）用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的__________________________、__________________________性质。

【点拨】实验室制取氧气的反应原理，可用A装置KClO3和MnO2共热制取氧气，也可用B装置H2O2和MnO2作催化剂制取氧气，写出任意一个方程式即可。

对于A、B两套装置，反应物的状态不同，A装置为固体和固体，B装置为液体和固体。

反应条件也不同，A装置需加热，B装置不需要加热。

（3）中浓硫酸可除去水蒸气，洗气瓶中导管应注意“长进短出”，且画好瓶塞。

（4）中利用了氧气密度比空气大，能支持燃烧的性质。

【解答】（1）氯酸钾氯化钾+氧气或过氧化氢水+氧气（2）（3）（4）密度比空气大，助燃性。

【反思】实验室制备气体的发生装置取决于反应物的状态和反应的条件，给固体加热用装置A，固体与液体混合，反应不需加热制取气体用装置B。

拓展训练一。

选择题（每题只有一个正确答案）：1．实验室制取氧气时，下列“必须”成立的是（）A．必须使用催化剂 B.必须用含氧元素的物质作反应物C.必须用排水法收集D.必须用燃着的火柴检验是否收集满2．实验室制取氧气，下列说法不正确的是（）A.固体药品应铺在试管底部B.应用酒精灯的外焰给固体加热C.酒精灯内酒精的添加量不能超过酒精灯容积的2/3D.实验结束后，应先停止加热，再把导管移出水面3.用高锰酸钾的方法制取氧气时要在试管口放一小团棉花，其主要作用是（）A.防止试管炸裂B.调节放出氧气的气流C.吸收其他气体杂质D.防止高锰酸钾粉末进入导管4.实验室收集氧气，可用排水法，这是因为（）A.氧气是气体B.氧气不易溶于水C.相同状况下，氧气的密度大于空气的密度D.相同状况下，氧气的密度小于空气的密度5.在实验室检查制氧气装置的气密性时，如果装置的气密性好，在导管移出水面之前松开手，会出现什么现象发生（）A.连续产生气泡B.断断续续地产生气泡C.导管中液面上升D.导管中液面下降6.下列变化中不包含缓慢氧化的是（）A.动植物的呼吸B.农家肥料的腐熟C.铁矿石粉碎D.白磷自燃7.从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气最好的方法是（）A.通电使水分解：水氧气+氢气B.过氧化氢催化分解：过氧化氢氧气+氢气C.高锰酸钾加热分解：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气D.氯酸钾受热分解：氯酸钾氯化钾+氧气8.下列用排水法收集氧气的操作正确的是（）A.在水下用毛玻璃片盖住瓶口，移出水面正放在桌面上B.将集气瓶从水中提起，然后用毛玻璃片盖住瓶口正放在桌面上C.在水下面用毛玻璃片盖住瓶口，移出水面，倒放在桌面上D.将集气瓶留在水槽中，需要时再取出来9.在分解过氧化氢溶液制取氧气的反应中，二氧化锰的作用是（）A.产生氧气B.加快化学反应速率C.减慢化学反应速率 D .产生更多的氧气10.加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气时，反应中二氧化锰在混合物中的质量分数（a%）随时间变化图像，正确的是（）二.选择题（每题有1—2个正确答案）11．收集氧气的装置正确的是（）12．检验某集气瓶中是否收集满氧气，应用带火星的木条（）A．伸进集气瓶内B.伸到集气瓶底部C．只要将木条放在集气瓶口D.都一样13.下列制取氧气的方法不属于分解反应的是（）A.加热高锰酸钾制取氧气B.在二氧化锰催化作用下分解过氧化氢溶液C.加热氯酸钾二氧化锰混合物D.绿色植物光合作用制取氧气14.下列说法正确的是（）A.因为高锰酸钾中含有氧气，因此加热高锰酸钾会放出氧气B.分解反应是由一种物质参加反应生成多种物质的反应C.对过氧化氢溶液的分解起催化作用的物质只有二氧化锰D.从液态空气中将氧气分离出来属于化学变化15.下列实验操作正确的是（）A.做铁丝在氧气中燃烧的实验时，在集气瓶底部要放少量水B.在实验室制取氧气时，当有气泡冒出时应立即用集气瓶收集，否则会有部分气体损失C.在实验室制取氧气时，实验结束后应先将导管从水中移出，再熄灭酒精灯D.收集满氧气的集气瓶应倒放在桌面上三．填空题16．实验室制取氧气常用的药品是__________________、_________________或_____________________。