第9讲 氧气的制取

第9讲氧气的制取（2）【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.说出实验室制取氧气的反应原理；4.列举分解反应及其化合反应的区别；5.概述氧气的工业制法；6.描述两套气体制取装置的优缺点和适用范围。

【教材扫描】知识点1：实验室制取氧气的原理及装置（这是难点）（1）药品：过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾、二氧化锰。

（2）原理：①2H2O22H2O+O2↑；②2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；③2KClO32KCl+3O2↑（3）实验装置：①实验装置包括气体发生装置和气体收集装置两部分。

发生装置的选择依据：反应物、生成物的状态及反应条件。

收集装置的选择依据：气体的性质，如：水溶性、密度等。

收集的方法有三种：凡是难溶于水或不易溶于水且不跟水发生化学反应的气体可用排水集气法收集。

若密度比空气大，且不与空气中各成分反应的气体可用向上排空气法收集。

若密度比空气小且也不与空气中各成分反应的气体可用向下排空气法收集。

②用加热固体来制取气体，可选用如下图所示的装置。

拓展：（1）制备气体物质应从药品、反应的原理、仪器装置、实验步骤、收集方法、检验方法、注意事项等几方面来学习。

（2）分析反应的原理会发现：①是固体、液体之间发生反应，不需要加热；②、③是固体之间发生反应，需要加热。

所以在发生装置的选用上有所不同。

（3）可以用来制取氧气的物质很多，但这三种药品操作较简单。

知识点2：催化剂和催化作用（这是难点）过氧化氢在常温下不能使带火星的木条复燃，说明氧气量少，反应进行得慢，当加入少量二氧化锰后，可使带火星的木条复燃，说明反应加快，可见一些进行得慢的反应加入一些物质后反应速率会加快。

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反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。

催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

警示：（1）催化剂具有选择性，其催化作用既不是万能的，也不是唯一的。

一个反应中可有多种催化剂，同理，在这个反应中能作催化剂的物质，在其他反应中不一定能作催化剂。

（2）催化剂所起的作用是改变化学反应的速率，既可加快亦可减慢反应速率。

与生成物的质量多少和反应是否能发生没有关系。

（3）催化剂可重复使用。

知识点3：分解反应木炭、铁、红磷在氧气中燃烧发生的反应属于化合反应，那么分析过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾制氧气的三个反应，恰好和化合反应相对立，我们把这一类反应叫做分解反应。

化合反应和分解反应是基本反应中两种类型。

分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的其他物质的反应，可用A→B+C表示。

警示：分解反应的特征是：一变多（或一分为二），是四种基本反应类型（化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应）中的一种。

【小试身手】1.临时制取少量氧气，常用含有氧的药品为：（1）；（2）；（3）。

2.催化剂：在化学反应里能其他物质的化学反应速率，而本身的和性质在化学反应都没有发生变化的物质叫做催化剂，（又叫触媒）。

催化作用：。

3.方法和步骤：（1）检查装置的气密性；（2）把氯酸钾和二氧化锰混合均匀装入试管，并橡皮塞塞紧试管口；（3）用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；（4）点燃酒精灯进行加热；（5）用排水法收集氧气；（6）实验完毕，先把导气管从水槽中移出水面；（7）熄灭酒精灯，停止加热。

即：（茶庄加点收利息）。

【典例精析】例1：某同学设计了用高锰酸钾制取并收集氧气的装置，如下图所示。

（1）写出图中标有序号的仪器名称：①________；②________；③________；④________；⑤________；⑥________。

（2）指出该发生装置（左边）中的两处明显错误：①__________________；②__________________。

例2：下列关于催化剂的叙述正确的是（）A．能加快物质的化学反应速率的是催化剂，减慢化学反应速率的不是催化剂B．加入二氧化锰可以使过氧化氢产生更多的氧气C．催化剂在催化过程中所有的性质不变D．同一个反应可以选用不同的催化剂例3：下列反应不属于化合反应，也不属于分解反应，但属于氧化反应的是（）。

A．碳＋氧气−−→−点燃二氧化碳 B．酒精＋氧气−−→−点燃水＋二氧化碳C．氯酸钾−−→−加热氯化钾＋氧气 D．硫酸铜＋氢氧化钠−→−氢氧化铜＋硫酸钠例4：实验室常用于制取氧气的方法有：a.加热氯酸钾晶体和二氧化锰粉末；b.加热高锰酸钾固体；c.用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢（H2O2）溶液分解产生水和氧气。

（1）写出指定的仪器名称。

①____________；②____________；③____________。

（2）请仔细分析装置 A 的特点，推测其所用的制氧气的方法是______（填“a”、“b”或“c”）。

（3）采用方法 c 制取氧气应该选用装置________（填“A”或“B”）。

为检验装置 B 中氧气是否收集满，可用带火星的木条放在集气瓶的______，这是利用了氧气__________的性质。

（4）利用装置 B 制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是__________________。

（5）用高锰酸钾制氧气结束时发现水槽中的水变红了，可能的原因是___________________。

例5：在实验室中也可以用高锰酸钾来制取氧气。

（1）原理：（2）实验装置（发生装置、收集装置）如下：（3）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的步骤可总结为“三先三后”：即先检查装置________________，后装入_______________；先预热，后集中在_______的部位加热；实验结束后，先将导管从________________，后熄灭酒精灯。

【课堂练习】1.下列物质里含有氧气的是（）A. 二氧化锰B. 氯酸钾C. 空气D. 高锰酸钾2.用双氧水制取氧气时，若忘记加二氧化锰，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. 放出的氧气不纯3.检验集气瓶里的氧气是否收集满，应将带火星的木条（）A. 插入集气瓶中B. 插入集气瓶底C. 放在集气瓶口D. 都可以4.将混有少量高锰酸钾的氯酸钾晶体，放入试管中加热，完全反应后，试管中剩余物共有（）A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种5.实验室用高锰酸钾制取氧气分为下列几个步骤：①点燃酒精灯，加热试管；②检验装置的气密性；③将高锰酸钾装入试管，试管口塞入一团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上；④用排水法收集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管从水槽中取出。

正确的操作顺序是（）A.②①③④⑤⑥B.③②①④⑥⑤C.②③①④⑤⑥D.②③①④⑥⑤6.用如图所示的装置制取气体，需满足的条件是（）①反应物是固体②反应需要加热③制取的气体不易溶于水④制取的气体密度比空气大⑤制取的气体能与空气中的氧气反应。

A. ①②③④⑤B. ②④⑤C. ①②D. ①②③7.某无毒气体的密度约是空气的5/9，且极难溶于水，那么收集该气体所有的方法是（）①向上排空气法；②向下排空气法；③排水法。

A. ①或②B. ①或③C. ②或③D. ①②③均可8.写出下列反应的符号表达式：①木炭在氧气中燃烧：；②铁丝在氧气中燃烧：；③燃烧红磷制造烟幕：；④过氧化氢溶液制氧气：；⑤高锰酸钾制氧气：；⑥氯酸钾和二氧化锰混合制氧气：。

9.工业上制取大量氧气的方法是（）A.加热氯酸钾B.加热高锰酸钾C.分离液态空气D.加热二氧化锰10.催化剂在化学反应中所起的作用是（）A.加快化学反应速率B.使生成物质量增加C.改变化学反应速率D.减慢化学反应速率11.实验室制取氧气时，装药品的大试管口应（）A朝下 B朝上C略向下倾斜 D略向上倾斜12.实验室中利用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾都可以制取氧气，其原因是（）A.都属于氧化物B.都含有氧气C.都含有氧气分子D.都含有氧元素13.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口，这个操作应在（）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14.三份质量相等的氯酸钾固体。

第一份中加入少量二氧化锰，第二份中加入少量高锰酸钾，第三份不加任何物质。

给它们分别加热完全分解，放出氧气的质量（）A.第一份最多B.第二份最多C.第三份最多D.一样多15.下列化学反应，其中不属于分解反应的是（）A.磷+氧气五氧化二磷B.氯酸钾氯化钾+氧气C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳D.碳酸氢钠碳酸钠+水+二氧化碳16.在高锰酸钾分解制氧气的反应中，二氧化锰是物。

在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气时，氯酸钾是物,二氧化锰是，若不加二氧化锰，则氯酸钾分解反应将，若将高锰酸钾加入氯酸钾，则反应，这是因为。

17.实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管.②检查装置的气密性.③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上.④用排水法收集氧气.⑤熄灭酒精灯.⑥将导管从水槽中取出.正确的操作顺序为。

18.实验室常用下列装置来制取氧气：（1）写出图中有标号仪器的名称：a 、b ；（2）双氧水和二氧化锰利用排空气法来制取氧气时，可选用的反应装置是（填序号），反映文字表达式是，其中二氧化锰起作用。

（3）高锰酸钾利用排水法制取氧气时可以选用的装置是_________（填序号），发生反应的化学方程式为。