空气及氧气的制备方法

催化剂
催化剂：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化学反应前后都没有改变的 物质 。 一 变：化学反应速率变 二不变：质量不变、化学性 质不变
催化剂
的特点
催化剂应掌握
• ①能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加 快和减慢两种含义。 • ②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物 理性质可能改变。 • ③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化锰在过氧化 氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二 氧化锰不是所有化学反应的催化剂。 • ④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化 剂。如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做 催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。
催化剂 时间
1 2 6% H2O2 6% H2O2 1g红砖粉 1g MnO2 152s 35s
【结论】该探究过程得出的结论是： 相同条件下，H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【反思】H2O2在常温下分解缓慢，加入MnO2或红砖粉后反应明显 加快，若要证明MnO2或红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实 验来验证它们在化学反应前后的 质量 和 化学性质 是否改变。 H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究。 （只要求提出假设和实验方案） 【假设】 H2O2生成O2的快慢与H2O2溶液的浓度有关 。 本题的假设因素还可以是温度、催化剂质量、催化剂状态等。 常温下，在两份体积相等的5%和10%的H2O2溶液， 【实验方案】 。 分别加入相同质量的同种催化剂，测量各收集一瓶气 体所需的时间
实验结论： 氧气约占空气总体积的1/5。
实验成功的关键：
（1）使瓶底炸裂） （3）红磷应过量
（4）点燃红磷后要立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子
（5）待红磷冷却后，打开弹簧夹
1、集气瓶中的水为什么会上升？ 2.根据实验现象，分析瓶内剩余气体具有怎样 的性质？
过氧化氢
水 ＋ 氧气
发现问题：
有什么办法可以让过氧化氢反应的 速率加快吗？
你的猜想：
向过氧化氢溶液中加入某些物质
实验探究：
过氧化氢溶液
二氧化锰
碎瓷片
观察： 向三支试管中分别倒入过氧化氢溶液,仔细
观察是否有气泡产生以及产生的速率，将带火星的木条 伸入三支试管的试管口，观察哪个能够复燃。
实验现象
加快或减慢
能够改变其他物质的化学 反应速率，本身的质量和化 学性质在反应前后不变的物 质叫做催化剂。
探究：过氧化氢（H2O2）溶液制取氧气
步骤一：在常温下，把带火星的木条 伸入过氧化氢溶液的试管，观察木条 是否复燃？ 现 象：带火星的木条不能复燃，
结 论：常温下过氧化氢溶液 分解很慢,放出氧气少。
）
D 5：1
4.纯净物和混合物
纯净物：由一种物质组成
如：N2、O2、CO2、P、P2O5、H2O
混合 物：
由多种物质组成 如：空气 海水 河水 矿泉水等
纯净物可以用专门的化学符号来表示 如氮气、氧气、二氧化碳可分别表示 为N2、 O2、CO2等。
（3 ）混合物中各物质各自保持着各自的性质。
例如：空气中的氮气、氧气、二氧化碳等都保持着 各自的性质。
课题1 空气
我们人类每时每刻都离不开 空气，没有空气就没有生命， 也没有生机勃勃的地球
一、空气是由什么组成的
1、法国化学家拉瓦锡的贡献
拉瓦锡通过实验得出空 气由氧气和氮气组成
拉瓦锡研究空气成分所 用的装置
2、测定空气里氧气的含量
实验原理：
红磷 + 氧气
点燃
五氧化二磷
P
O2
P2O5
实验现象：
1、红磷燃烧，产生大量白烟； 2、冷却后，瓶内水面上升了约 1/5体积
（4）纯净物和混合物的比较
组成 组成性质 表示方法 举例 纯净物 只有一种成分 固定 有化学符号
氧气(O2) 五氧化二磷 (P205)
混合物 由几种纯净物组成 不固定 无固定符号 空气,海水
1、下列物质中属于纯净物的是 （ ） A 空气中分离出来的稀有气体 B 部分结冰的蒸馏水 C 食盐水 D 75%的医药酒精
三、空气的污染及其防止
1.空气中有害物质 有害气体：二氧化硫(SO2)、一氧化碳（CO）、 二氧化氮(N02) 烟尘(可吸入颗粒物） 2.污染的三大类型 SO2、NO2等 酸雨
氟利昂等
CO2含量增加
臭氧层破坏 温室效应
3.空气污染的主要来源
煤燃烧排放的烟气
CO2
SO2
机动车尾气的排放
NO2
烟尘(可吸入颗粒物）
答：不能，烟是固体微粒；雾是小液滴。
4.在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体 积的1/5，会有什么原因呢？
答：
（5）燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小， 红磷不能继续燃烧。
4.在实验中如果进入水的体积小于集气瓶总体 积的1/5，会有什么原因呢？
答：（1）红磷熄灭后未冷却到室温；
（2）装置漏气；
（3）红磷的量不足；
2.（安徽中考）研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因 素有关”的课题进行研究，以下是他们探究的主要过程： 【假设】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关 【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相 同质量MnO2和红砖粉，测量各生成一瓶（相同体积）O2所需要的 时间。 【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A 锥形瓶 仪器名称是： 。 录 【 实验编号 】实 验 反应物 记
（1）在上图所示装置中，使用了哪些仪器？ （2）哪部分是气体发生装置，哪部分是气体 收集装置？
探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰 （MnO2）制取氧气
编号
现象
原因
导管口有气泡冒出， 氯酸钾分解产生氧气； （1） 并较快收集到一瓶气体 氧气不易溶于水 （2） 带火星的木条复燃 氧气支持燃烧
过氧化氢制氧气和氯 酸钾制氧气的发生装 置能否相同？
课题3
制取氧气
一、实验室制取氧气的方法：1、药品：
分解过氧化氢（H2O2）[加入二氧化锰 (MnO2)] 加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰 (MnO2)的混合物 加热高锰酸钾（KMnO4）
资料介绍
（1）KMnO4高锰酸钾是一种暗紫红色的固体，在加热时 能产生氧气，成本较高。
（ 2 ） KClO 3 氯酸钾是一种白色固体，加热时能产生氧 气，如果混有可燃性杂质可能会发生爆炸。 （3）H2O2过氧化氢又称双氧水，是一种无色的液体，常 温下就可生成氧气和水，反应速度适中，价格低廉。
（2）支持燃烧
2、氮气的性质和用途
物理性质 无色、无味的气体。难溶于水熔沸 点低。密度：1.251g/L 化学性质 不能燃烧不能支持燃烧 （不活泼）
用途：
超导试验车 冷冻剂
制氮肥 化工原料
食品充气包装 保护气
3、稀有气体的性质和用途
（1）稀有气体是氦氖氩氪氙等气体的总称 （2）稀有气体无色、无味，化学性质很不活泼。 （3）用途：保护气、电光源激光技术、低温麻醉
空气污染的危害： 损害人体健康，影响作物生长，破坏生态平衡。
采取的措施：
加强大气质量监测，改善环境状况，使用清 洁能源，积极植树、造林、种草等。
1、夏天从冰箱里拿出一瓶饮料， 课堂练习 放在空气中，饮料外壁会潮湿， 说明空气中含有（ ） A．氮气 B．氧气 C．水蒸气 D．二氧化碳 2、理要在一充满空气的瓶子中，将其中的氧气 除去，又不增加其他气体的成分。下列物质在 瓶中燃烧可达到目的的是（ ） A．木灰 B．硫磺 C．铁丝 D．红磷 3、2008年北京奥运会若用大型遥控飞艇作广 告。为了安全，艇内充入的气体最好是（ ） A．氢气 B．氧气 C．氦气 D．二氧化碳
选用药品 产生气体 速率 能否使带火星 的木条复燃
1 2
过氧化氢 过氧化氢 和二氧化锰 过氧化氢 和碎瓷片
慢
否
快
较快
能
否
3
获得结论：最适合在实验室制取氧气的
方法是 过氧化氢和二氧化锰
小资料
1、将反应后的二氧化锰过滤、干燥、称 量，发现二氧化锰的质量不发生改变
2、将称量后的二氧化锰再次放入过氧化氢 溶液中，发现有大量气泡冒出，该气泡能 使带火星的木条复燃。
氮气 氧气 空 气
( N2 ) ( O2 )
（体积分数）
78% 21%
稀有气体 二氧化碳
( H2 O ) ( CO2 )
0.94%
0.03%
水蒸气 及其他气体杂质 0.03%
1、空气中按体积计算，含量最 多的气体 是（ ） A 氧气 B 氮气 C 二氧化碳 D 稀有气体
课堂练习
2、在100升空气里氧气的体积大约是（ A 78升 B 78% C 21升 D 21% 3、空气中氧气与氮气的体积比约为 （ ） A 4：1 B 1：4 C 1：5
（4）该实验剩余气体的性质有不能燃烧，也不能支持燃烧；不能溶于水；
（5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原
红磷的量不足有部分水留在导管中未进入集气瓶燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小， 红磷不能继续燃烧，
因可能是 1）红磷熄灭后未冷却到室温；1）红磷熄灭后未冷却到室温（2）装置漏气；
3、空气的组成
1．下列关于二氧化锰在过氧化氢分解过程中的作用和变化，描 述正确的是（ D ） A．二氧化锰本身的质量和性质在反应前后不变 B．对过氧化氢的分解具有催化作用的物质只有二氧化锰一种
C．二氧化锰可以作为各种化学反应的催化剂
D．二氧化锰在过氧化氢分解过程中加快了它的分解速率。
2．关于催化剂的说法正确的是（ D ） A．加入催化剂后化学反应速率一定加快 B．不使用催化剂反应就不能发生 C．使用催化剂可增加生成物的质量 D．使用催化剂能改变物质的化学反应速率
（5）实验后集气瓶中水少于1/5，，误差产生的原
练一练
根据要求回答问题：
①在集气瓶中加少量水②检查装置的气密性③ 在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹④点燃红 磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞⑤待集气瓶冷却 后打开止水夹 （1）步骤④中发生反应的文字表达式为 ； （2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为 （3）该实验得出空气组成的结论是 ； ；
步骤二：向上述试管中，加入少量二氧化锰， 把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。 现 象：带火星的木条复燃了 结 论：常温下二氧化锰（MnO2）加速了 过氧化氢溶液的分解,放出的氧气使带火星的 木条复燃。
步骤三：反应停止后，重新加入过氧化氢溶液， 把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。 现 象：带火星的木条复燃了 结 论：二氧化锰（MnO2）仍然在起作用使过 氧化氢溶液分解产生氧气。 催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学 反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应 前后都没有发生变化的物质。催化剂的特点 一 变：化学反应速率变 二不变：质量不变、化学性质不变
课堂练习
2、下列各组物质中，前者属于单质、后者属于 混合物的是 ( ) A．氮气 蒸馏水 B．铁矿石 食盐水 C．氢气 CaCO3 D．二氧化碳 空气 3、下列的水属于纯净物的是( ) A矿泉水 B自来水 C河水 D浮有冰的水
二、空气是一种宝贵的资源： 1、氧气的用途： 曾经叫“养 气”
（1）供给呼吸
过氧化氢
二氧化锰
水 + 氧气
二氧化锰 氯酸钾 加热 氯化钾 + 氧气
高锰酸钾
加热
锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
由一种反应物生成两种或两种以 分解反应： 上其他物质的反应。“一变多” A = B + C + 〃〃〃
课题3、制取氧气 （第二课时）
制取氧气装置及收集
探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰 （MnO2）制取氧气
3、红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大 量白雾”吗？
1、集气瓶中的水为什么会上升？ 答：红磷燃烧消耗氧气，使集气瓶内压强小于 外界大气压，水被压入集气瓶。 2.根据实验现象，分析瓶内剩余气体具有怎样 的性质？
答：不能燃烧，也不能支持燃烧；不能溶于水
3、红磷燃烧后生成的“大量白烟”可以说“大 量白雾”吗？
（ 4 ）有部分水留在导管中未进入集气瓶 （ 2 ）装置漏气；
（5）燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小， 红磷不能继续燃烧。 红磷不能继续燃烧。
（5）燃烧一定程度时，瓶内氧气含量小，
练一练
根据要求回答问题：
①在集气瓶中加少量水②检查装置的气密性③ 在燃烧匙中装足量红磷，夹紧止水夹④点燃红 磷，伸入集气瓶中塞紧橡皮塞⑤待集气瓶冷却 后打开止水夹 （1）步骤④中发生反应的文字表达式为 ； （2）步骤⑤中打开止水夹后观察到的现象为 （3）该实验得出空气组成的结论是 （4）该实验剩余气体的性质有 因可能是 、 ； ； ；