2023年中考化学复习第五讲----氧气的制备

第五讲 氧气的制备
【学习目标】
1、 掌握实验室制取氧气的原理
2、 理解分解反应和化合反应的区别
3、 明白什么叫催化剂及其作用
4、 了解氧气的工业制备
【重点与难点】
1、 氧气的制法及实验操作
2、 催化剂的概念的理解和催化作用
【回顾与导学】
一、 氧气的获得和实验室制取氧气的方法
（一）高锰酸钾制氧气
1、实验原理：高锰酸钾
−−→−加热锰酸钾+二氧化锰+氧气 KMnO 4−−→−加热K 2MnO 4+MnO 2+O 2
2、发生装置：固体在加热条件下制取气体。

固+固
−−→−加热气 3、收集装置。

方法一：排水法，氧气不易溶于水；
方法二：向上排空气法，氧气的密度比空气的密度大。

4、验满：排水法：集气瓶外有气泡冒出。

向上排空气法：用带火星的木条置于集气瓶口，木条复燃。

5、实验步骤：（查、装、定、点、收、离、熄，谐音为“茶庄定点收利息”）
（1）检查装置的气密性：连好装置，将导管的一端浸入水中，用手紧握试管，水中的导管口有气泡冒出。

松开手后，导管内出现一段水柱。

证明装置不漏气
（2）装药品。

（3）固定仪器；
A 组装顺序： 先下后上，从左到右。

B 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。

C 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

D 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。

（4）给试管加热：先预热，再集中加热。

（5）收集气体，用排水法收集时：导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集（为什么?），当气泡连续地并比较均匀地放出时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。

（6）①如果用排水法收集，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯。

(防止水槽中的水倒流，炸裂试管)
②如果用向上排空气法收集，要验满，验满的方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。

【典例赏析】 用高锰酸钾制氧气的装置图，请指出错误： ① 改：
② 改：
③ 改：
（1）写出有标号仪器的名称：A 、 C 、 E 、 ．
（2）写出该反应的文字表达式并注明反应类型
（3）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是 ；
（4）此实验收集气体的方法是 ．此实验完全反应后，试管中的剩余固体是
（二）过氧化氢制氧气
1、实验原理：过氧化氢
−−−→−二氧化锰水+氧气 H 2O 2 催化剂 H 2O+O 2
2、发生装置：固体和液体在不加热条件下制取气体。

固+液→气
3、检查装置的气密性：连好装置，用铁夹夹住橡胶管，往长颈漏斗内注水，
漏斗内形成稳定的水柱，表明装置气密性好。

4、优点：①、不需加热，操作简单；
②、可控制反应速率；
③、产物是水，无污染。

【典例赏析】
过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解,分液漏斗可以通过
调节活塞控制液体的滴加速度,请根据下图回答以下问题:
(1) 分液漏斗中应放入的物质 , 锥形瓶中应放入的物质是 .
(2)写出用该方法制取氧气的化学反应文字表达式 .
要收集一瓶纯净的氧气,应选择装置 (填字母)
(3)某同学观察到锥形瓶内有大量气泡时,开始用B 装置收集氧气,过一段时间后用带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底，都末见木条复燃。

其原因可能是 。

（三）氯酸钾制氧气
1、实验原理：氯酸钾加热氯化钾+氧气
2、实验装置：发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。

二、分解反应
由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应。

简称一变多
基本形式：A → B+C
三、催化剂
在化学反应里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化学反应前后都没有发生
变化的物质叫做催化剂（又叫触媒）。

催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。

催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。

不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。

催化剂的三大特点：①改变化学反应速率（可加快或减慢）
②反应前后质量不变
③反应前后化学性质不变
四、氧气的工业制备
实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。

空气中约含21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。

分离液态空气法：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。

由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，
在196℃的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。

通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。

【典例赏析】
1、用双氧水制取氧气时，忘记加二氧化锰，其结果是（ ）
A.不放出氧气
B.放出氧气速率慢
C.放出氧气总量会减少
D.放出氧气总量更多
2、下列有关催化剂的说法中错误的是( )
A.催化剂就是二氧化锰
B.催化剂能改变其他物质的化学反应速度
C.在化学反应前后催化剂的质量没有改变
D.在化学反应前后催化剂的化学性质没有改变
3、以下对用排水法收集满氧气的集气瓶处理正确的是（）
A.将集气瓶从水中提起后，用玻璃片盖住瓶口，瓶口向上正放在桌上
B.在水面下用玻璃片盖住瓶口，一起拿出水面，然后正放在桌上
C.将集气瓶从水中提出，倒立在桌上
D.将集气瓶仍然留在水槽中，用时再取出来
4、学习了二氧化锰MnO2对过氧化氢分解有催化作用的知识后，某同学想：氧化铜CuO能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了以下探究。

【猜想】Ⅰ.CuO不是催化剂，也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；
Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变；
Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后________。

【实验】用天平称量0.2 g CuO，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：
(1)
(2)步骤①的目的是_______________________________________________________。

(3)步骤④需用到的实验仪器有：铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、________。

(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学符号表达式为___________________________________。

【拓展】要探究步骤⑤做过催化剂的CuO其他化学性质，还应补做的实验是________(写一种)。

反思小结
1、在化学反应中，由一种反应物生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应
2、实验室里可用加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾的方法制取氧气
3、在化学反应中能改变其它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发生变化的物质叫做催化剂。

催化剂在生产中有重要作用。

课堂练习
1.检验氧气的方法是()。

A.用火柴去点
B.用带火星木条伸入气体中
C.用鼻子去嗅气味
D.用天平称量
2.下列有关实验室用氯酸钾制氧气的叙述中，正确的是()。

A.氯酸钾受热熔化后，也不放出氧气
B.要使氯酸钾受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰
C.二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变
D.二氧化锰是一切化学反应的催化剂
3.实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：
①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是()。

A.①②③
B.②③④
C.③④⑤
D.②③⑤
4.下列变化中属于分解反应的是()。

A.分离液态空气制氧气
B.加热氯酸钾和二氧化锰制氧气
C.蜡烛燃烧
D.红磷在空气中燃烧
5.加热氯酸钾制氧气时，不加入二氧化锰，其结果是()。

A.不放出氧气
B.放出氧气的速度慢
C.放出氧气的总量会减少
D.放出氧气的总量增多
6. 实验室采用排水法收集氧气时，需将导气管伸入盛满水的集气瓶，进行这个操作的条件是()。

A.加热固体药品前
B.与加热固体药品同时
C.开始有气泡放出时
D.气泡连续并均匀放出时
7.某同学加热氯酸钾制取氧气，错把高锰酸钾当作二氧化锰加热氯酸钾内，其结果与只加热氯酸钾相比，正确的是()。

A.反应速率不变
B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快，生成氧气的质量增加
D.反应速率加快，生成氧气的质量不变
8. 可用推拉注射器活塞的方法检查下图装置的气密性。

当缓慢往外拉活塞时，如果装置气密性良好，可观察到的现象是()
A.长颈漏斗下端口产生气泡
B.瓶中液面上升
C.长颈漏斗内有液面上升
D.注射器内有液体
9．实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气，加热至气体不再产生，试管内固体剩余物是________________。

改用高锰酸钾制取氧气，加热到没有气体产生时，试管内固体剩余物有________________。

这两个反应的固体剩余物中都有________，但它在两个反应中的作用不一样，在氯酸钾分解中它是______________，在高锰酸钾分解中它是________。

10.将一种黑色固体A和一种无色液体B混合，生成无色无味气体C，加热暗紫色固体E 同时得到A和C；无色气体C能使带火星木条复燃。

将银白色固体D放入盛有C的集气瓶中燃烧，火星四射，生成黑色固体F，并放出热量。

试判断A～F各为何种物质，写出其名称：
A ；B________；C__________；D__________；E__________；F____________。

11.根据下图回答问题。

(1)写出标有序号的仪器名称：①____________；②________________。

(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气应选用的发生装置为__________(填序号，下同)，收集装置为____________。

(3)用高锰酸钾制取氧气的化学符号表达式为：____________________________，应选用的发生装置为________。

12.根据下图所示装置，完成下列问题。

(1)写出图中标有字母的仪器的名称：a.________，b.________。

(2)实验室欲制取并收集氧气，应选用装置______(填装置编号，下同)和装置________连接；或选用装置______和装置______连接。

制取氧气反应的化学符号表达式分别为______________________________；_________________________________。

如果用向上排空气法收集氧气并检验氧气是否收集满，则应将带有火星的木条放在________。

(3)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体。

已知甲烷难溶于水，比空气的密度小，制备甲烷气体选择________(填装置编号)发生装置，要收集更纯净的甲烷气体，最好用________法收集。

课后练习
1．检验氧气的最简便方法是（）
A．观察颜色B．闻气味
C．倒入澄清的石灰水D．用带火星的木条去检验
2．催化剂又叫触媒。

下列关于催化剂的说法正确的是（）
A．催化剂是指只能加快化学反应速率的物质
B．化学反应如果不使用催化剂，则就不能发生
C．二氧化锰是所有反应的催化剂
D．催化剂在化学反应前后化学性质和质量都不变
3．实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如下图所示，其中正确的是（）
A．装药品B．点燃酒精灯
C．制备气体D．验满氧气
4．用氯酸钾制氧气时，错把高锰酸钾当二氧化锰加入，其结果是（）
A．生成的氧气的质量不变
B．生成的氧气质量增加
C．速率不变
D．高锰酸钾是这个反应的催化剂
5．下列属于分解反应的是（）
A．蒸发食盐水得食盐
B．分离液态空气得氧气
C．过氧化氢分解制取氧气
D．蜡烛燃烧生成水和二氧化碳
6．实验室有如下图所示的仪器装置。

某同学准备利用这些装置及相关的试剂制取氧气。

下列说法正确的是（）
A．用高锰酸钾制取氧气时可以选用Ⅰ作发生装置
B．用过氧化氢溶液制取氧气时可用Ⅱ作发生装置
C．可以选用Ⅳ来收集氧气
D．用Ⅴ收集氧气时，应从导管a通入氧气
7．如图所示的装置中，收集氧气时可选用（）
A．①和②B．②和③C．①和④D．①和⑤
8．如图所示是实验室用高锰酸钾制取氧气的实验装置。

回答下列问题。

（1）指出仪器的名称：A．，B．，C．。

（2）加热高锰酸钾制取氧气时，试管口要放棉花，是为了。

（3）加热时试管口应略微向（填“上”或“下”）倾斜，原因是。

（4）观察到水槽中导管口气泡时开始收集氧气，当集气瓶中的水被排出，瓶口有冒出时，表明集气瓶内氧气已集满，在水下用玻璃片盖好集气瓶，取出，并（填“倒”或“正”）放在桌面上。

氧气能用排水法收集的原因是。

（5）停止加热时要先把导管移出水面再熄灭酒精灯，这是为了。