制氧——催化剂

题记：
《催化剂自白》
你我擦肩而过
我要让你不在蹉跎
虽然，
你自然生长也会不错
但，
我的任务是让你由走变飞着
而，
我仍然是我，
默默为你守候着，
我不是想回报什么，
只加速你达到想要的生活
2.3氧气的制取——催化剂一：该如何获得氧气？
1、自然界：植物光合作用。

2、人工：
（1）工业上：液化空气：通过空气成份的沸点不同。

（纯度要求不高）（2）实验室制取：（纯度要求比较高）
①分解过氧化氢（H2O2）{需加二氧化锰（MnO2 ）}
过氧化氢——二氧化锰→水+ 氧气
H2O2 ——MnO2→H2O + O2
②加热氯酸钾（KClO3）
氯酸钾—加热—二氧化锰→氯化钾+ 氧气
KClO3 —加热—MnO2→KCl + O2
③加热高锰酸钾（KMnO4）
高锰酸钾——二氧化锰→锰酸钾+ 二氧化锰+ 氧气
KMnO4 —加热—→K2MnO4+ MnO2+ O2
二、二氧化锰在过氧化氢分解中起什么作用？
如何验证？
提示：双氧水是过氧化氢的水溶液。

也就是双氧水中的物质有：水+过氧化氢。

（一）如果双氧水能产生氧气，则有两个变量需要考察：水、过氧化氢。

也就是有三种情况：1、水是否放出氧气？2、是否为过氧化氢放出氧气？3、是否为过氧化氢和水反应放出氧气？（当然，1、3根据常识和双氧水的盛放可以排除）
（二）如果加热并不能得到木条复燃，是否就说明双氧水在加热条件下不分解？有没有其他因素干扰呢？如何排除干扰？
（三）双氧水和二氧化锰混合能产生氧气，是否就说明二者能反应？或是催化？控制变量时，需要注意：1、水、2、过氧化氢、3、二氧化锰。

（四）二氧化锰如果加入双氧水能使其快速放出氧气，如何证明二氧化锰在反应中的作用？如何证明二氧化锰在反应前后没有变化？
在综合以上问题后，做如下实验：
实验1：
操作：单独的双氧水。

带火星的木条检验。

现象：带火星的木条不复燃。

结论：常温下双氧水不放出氧气，（或者放出氧气缓慢）
（如何排除不放出还是放出缓慢？）
实验2：单独的双氧水。

操作：单独的双氧水加热，带火星的木条检验。

现象：火星木条没有复燃
结论：双氧水加热时也不分解？
实验3：
操作：加热双氧水，将气体通过某U形管，用冰覆盖在U形管周围，用带火星的木条靠近在U形管另一端。

现象：带火星的木条复燃。

结论：双氧水分解产生氧气。

实验4
操作：加热水，将气体通过某U形管，用冰覆盖在U形管周围，用带火星的木条靠近在U形管另一端。

现象：带火星的木条不复燃。

结论：水不能加热分解产生氧气。

反思：
1：对比实验3和4，可以得出的结论是？
过氧化氢单独能分解产生氧气。

2：实验2和3对比，为什么2不复燃？
实验2中水蒸气浓度较高，导致氧气浓度较低，不能复燃。

实验3中水的作用是：冷凝水蒸气并除去。

实验5：
操作：双氧水中加入二氧化锰，用带火星木条检验。

现象：气泡、木条复燃。

结论：双氧水在二氧化锰作用下能快速放出氧气。

（反思：双氧水中有：水、过氧化氢，二氧化锰加入后，到底怎么产生氧气的呢？）
实验6：
操作：单独水、单独二氧化锰、水和二氧化锰混合，分别用带火星木条检验。

现象：均不复燃
结论：排除水、二氧化锰分解产生氧气，排除水和二氧化锰反应产生氧气。

进而得出：实验5是过氧化氢与二氧化锰作用。

思考：实验5和6就能得出二氧化锰使得过氧化氢加快分解吗？
需要证明二氧化锰没有和过氧化氢反应产生氧气。

如何证明呢？
需要证明：二氧化锰还是原来的二氧化锰，并且要证明二氧化锰的量是原来二氧化锰的量。

（排除其他后，可能为：1、二氧化锰和双氧水反应。

2、二氧化锰只是条件）
（检验质量检验：若改变：→→→反应。

若不改变：1、不反应2、反应产生相同质量黑色固体。

）
实验7：
操作：称取一定质量的二氧化锰，按照实验5操作完毕后，再次称量。

现象：木条复燃，质量前后相等。

结论：固体质量未变。

实验8
操作：将实验7所得黑色固体进一步检测，（比如，再次倒入双氧水中，观察是否再次冒出气泡，并是否能使带火星的木条复燃）。

现象：化学性质和之前一样，仍然为二氧化锰（木条复燃）
结论：二氧化锰在反应前后性质没有改变。

反思：对比实验6、7和8，得出：二氧化锰在反应前后质量和化学性质不变，但是加快了反应的速率。

这种类型的物质称为：催化剂。

特征：1、加快反应速率。

2、质量不变。

3、化学性质不变。

小结：
①单独双氧水不复燃：→→→不分解、或分解缓慢
②加热双氧水不复燃→→→不分解、其他因素干扰
③加热除水后能复燃→→→加热分解、得②为水蒸气干扰
④加热水冷后不复燃→→→排除水和二氧化锰加热反应
⑤双氧水+二氧化锰后复燃→→→二氧化锰能加速放出气体
⑥水+二氧化锰不复燃→→→排除双氧水中水的干扰
⑦二氧化锰质量不变→→→防止因反应量少而反应，得：1、不反应
2、反应产生相同质量黑色固体。

⑧二氧化锰化学性质不变→→→防止是生成同质量的其他物质
催化剂（触媒）：在化学变化中，改变（不一定是加快）化学反应速率，而本身的质量和化学性质不改变的物质。

所起作用：催化作用。

特征：一变二不变。

一变：反应速率改变。

二不变：质量和化学性质。

四：结合实验室制取气体装置的选择。

实验室用双氧水（过氧化氢溶液）制取氧气：
1、发生装置：固液不加热装置。

2、收集装置：排水法或者向上排空气法
整个装置如图：
兴趣实验：大象牙膏实验：具体实验方案问谷哥或者度娘。