课题3 制取氧气

课题3 制取氧气学习目标：1、说出双氧水和二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰制氧气的实验原理、过程、注意点等。

2、说出催化剂的概念，催化剂的作用。

3、比较两套制取气体的装置的特点。

4．说出实验室制取氧气的反应原理；5．列举分解反应及其化合反应的区别；6．概述氧气的工业制法；7．描述两套气体制取装置的优缺点和适用范围。

重点、难点：重点：实验室制氧气的方法及实验操作，分解反应。

难点：1、正确理解催化剂的概念，制取氧气的装置选择。

2．实验室制取氧气的反应原理和操作方法及操作注意事项。

3．分解反应及其化合反应的区别。

2、通过评价样题检测目标2，达标率98%。

学习过程：预习导学一、旧识回顾：根据氧气的性质说明:如何检验一瓶无色气体是氧气？二、预习导学认真阅读课文回答下列问题：1．实验室制取氧气一般用的是什么药品？其反应原理的文字表达式怎样书写？2．如果以氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，你会用到什么仪器？3．用什么方法收集氧气？在实验室里要收集一瓶比较纯净的氧气，最好用什么方法？4．理解催化剂概念应注意哪几个要点？5．空气中有氧气，带余烬的木条伸入装有空气的集气瓶，木条是否会复燃？为什么？3．什么是分解反应？它有什么特点？和化合反应有什么区别？学习研讨：考试要求初步学会在实验室制取和收集氧气能识别分解反应知道催化剂的重要作用考点一、工业制法（分离液态空气法）原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。

——物理变化（蒸馏）（1）具体过程（2）注意：该过程是物理变化考点二、氧气的实验室制法（化学变化）1、双氧水（过氧化氢）制取氧气A 、药品：过氧化氢（H 2O 2）和二氧化锰（黑色粉末 MnO 2）B 实验原理：表达式：过氧化氢（H 2O 2）水（H 2O ） + 氧气（O 2） 化学方程式： 2H 2O 2 MnO2 2H 2O+ O 2 ↑注：MnO 2在该反应中是催化剂，起催化作用C、装置： 固体与液体反应，不需加热（双氧水的为一类）注意事项：①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；②、导管只需略微伸入试管塞③、气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

④、装药品时，先装固体后装液体⑤、该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

D 、步骤：连、查、装（二氧化锰）、定、倒（过氧化氢溶液）、收2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气A 、药品：、高锰酸钾（暗紫色固体）、氯酸钾（白色固体）与二氧化锰（黑色粉末）B 、原理：①加热氯酸钾（有少量的二氧化锰）：表达式：氯酸钾（KClO 3）氯化钾（KCl ） + 氧气（O 2） 方程式：2KClO 3 MnO 2 △2KCl + 3O 2 ↑ 注意：MnO 2在该反应中是催化剂，起催化作用② 加热高锰酸钾：表达式：高锰酸钾（KMnO 4）△ 锰酸钾（K 2MnO 4）+ 二氧化锰（MnO 2）+ 氧气（O 2） 方程式：2KMnO 4K2MnO 4 + MnO 2 + O 2↑ C 、装置：加热固体制气体（加热氯酸钾的为一类）MnO 2 △ MnO 2 空 气 196℃），先蒸发出来183℃） △D、操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。

①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。

②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。

松开手后，导管口出现一段水柱。

③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）④固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部⑤加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

⑥收集气体：a、若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)（防止气体逸出）b、用向上排空法。

收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）用排水法收集时，导管放在集气瓶口⑦先将导管移出水面⑧再停止加热E、易错事项：a). 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。

药品应平铺在试管底部b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

c). 用高锰酸钾制取氧气时，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。

e). 实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

F、收集方法：①排水法（不易溶于水）②向上排空法（密度比空气大）G、检验、验满检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气；验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。

考点三、催化剂：1、概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率（加快或变慢），但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。

2、特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率）注意：①催化剂不能改变生成物的质量，不能决定反应的进行②催化剂不是反应物、又不是生成物③催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂④某一反应的催化剂可能不只一种3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。

(在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。

在氯酸钾制取氧气中，二氧化锰的质量和化学性质不变，但质量分数变大。

考点四、分解反应：1、概念：由一种物质反应生成两种及以上物质的反应2、特点：一变多知识点1：氧气的工业制法：一）自然界氧气的获得：主要是来源于绿色植物的光合作用二氧化碳 + 水 素叶绿光照葡萄糖 + 氧气二）工业制法（分离液态空气法）（1）具体过程（2）注意：该过程是物理变化还是化学变化？【典型例题】例1：工业上利用分离液态空气法制氧气的依据是A 、氧气与氮气的化学性质不同B 、氧气和氮气在水中的溶解性不同C 、氧气与氮气的密度不同D 、氧气与氮气的沸点不同解析：空气是一种无色、无味的气体，它是由多种成分混合而成的，其中氧气和氮气的含量较高。

工业上需用大量氧气时，就利用分离液态空气的方法得到氧气。

氮气和氧气是两种不同的物质，二者的物理性质和化学性质均不相同，在工业制氧气时，主要利用两者的沸点不同，采用加压、降温的方法使空气液化，然后再蒸发氮气得到大量氧气。

答案：D例2：将一根燃着的木条置于盛有液态空气的敞口容器上方时，观察到的现象是A 、熄灭B 、燃烧得更旺C 、无明显变化D 、先燃烧更旺后熄灭解析：液氮的沸点低于液氧的沸点，液态空气敞口放置时液态氮气会先转化为气体逸散出来，而氮气具有不燃烧，也不支持燃烧的性质，此时容器上方燃着的木条会熄灭。

答案：A知识点2 实验室制取氧气的反应原理：1、药品：实验室里常使用（1）过氧化氢溶液、（2）氯酸钾、（3）高锰酸钾等含氧物质制取氧气。

【主要成分】过氧化氢【含量规格】15%【作用与用途】本品在分解过程中释放出活泼的新生态氧，用于养殖池塘的增氧，药性温和，使用方便，分解快，无残留，绿色环保。

【用法与用量】用法：将本品以1000倍水稀释后直接泼洒于养殖池塘中。

用量：每亩水深1米用本品100～150mL ，病情严重可加量使用。

过氧化氢分解只产生氧气、水俗称双氧水，无色液体。

家庭和医院用的消毒水就是其3％的溶液，它也是一种常用的消毒剂，药房均有售，每100mL大约1.80元。

小军同学上体育课时不小心磕破了腿，医生给他清洗伤口时，他发现伤口处出现了气泡。

带火星的木条没有复燃。

2、催化剂（触媒）：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有改变的物质,叫催化剂。

催化剂所起的作用叫催化作用。

“一变、二不变”改变：速率（不是产量）；改变——加快或减慢。

不变：化学性质和质量。

3、反应原理：（1）过氧化氢水+ 氧气H2O2H2O + O2（2）氯酸钾氯化钾＋氧气KClO3KCl＋O2（3）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气KMnO4K2MnO4 ＋MnO2＋O2如何选择实验室制气装置？4、装置选择：*以上装置适用于：固+液或液+液，不需加热。

以上装置适用于给固体加热进行反应*收集装置的选择：根据气体的密度和溶解性密度：氧气> 空气氧气不易溶于水，也不与水发生反应。

且不与空气中的成分反应向上排空气法收集排水取气法收集（1）高锰酸钾制取氧气注意事项：①试管口要略微向下倾斜：防止水倒流，使试管底部破裂。

②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

③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。

④排气法收集气体时，导气管要伸入到接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。

排水法收集时，等瓶子里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。

小心地把瓶子移出水槽，正放在桌子上。

⑤实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

实验步骤：①仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。

②气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。

松开手后，导管口出现一段水柱。

③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。

试管口要放一小团棉花④加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

⑤收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集⑥检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。

⑦撤出导气管后再熄灭酒精灯⑧整理仪器可简单归纳为：“茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）”（2）双氧水（过氧化氢）制取氧气注意事项：①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；②导管只需略微伸入试管塞③气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

④装药品时，先装固体后装液体⑤该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

【典型例题】例1：一氧化氮（NO）在常温下是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，能跟空气中的氧气迅速发生化学反应生成红棕色的二氧化氮（NO2）气体。

实验室要收集一瓶一氧化氮气体，应采用的方法是（）A、用排水法B、用向上排空气法C、用排水法或向上排空气法D、用向下排空气法解析：实验中对气体收集方法的选用，是由该气体的性质决定的。

该题给出了一氧化氮气体性质中的某些信息，考查了学生对收集一般气体方法的确定，从而增强了实验能力。