第08講 氧氣的制取 學(xué)生版

第8講制取氧氣△一、氧氣的實驗室制法△1.高錳酸鉀制氧氣：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣紫黑色粉末（KMnO4）墨綠色粉末（K2MnO4）黑色粉末(MnO2)2.操作步驟：查裝定點收離熄滅a.組裝好儀器并檢查裝置的性；b.將藥品裝入試管并在試管口堵上一團，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管；c.將試管固定在上；d.集氣瓶里裝滿水并倒放在中；e.點燃燈，先熱試管，再對準(zhǔn)藥品處加熱；f.用排水法收集氧氣；g.收集完畢，將撤管撤離水槽；（導(dǎo)管遲到早退）h.熄滅酒精燈(酒精燈早出晚歸)3.注意事項：a.試管口微向傾斜；防止藥品中的水分受熱后變成水蒸氣冷凝成水珠倒流回試管底部(冷凝水回流)，使試管b.藥品鋪在試管底部；以增大受熱面積c.試管口塞一團；以免試管內(nèi)的粉末隨氣流進入導(dǎo)管，使導(dǎo)管堵塞，d.鐵夾夾在距試管口的處；e.伸入試管內(nèi)的導(dǎo)管略出即可；便于氣體排出f.用焰對準(zhǔn)藥品處加熱；加熱時要先將酒精燈在試管下方來回移動（預(yù)熱），讓試管均勻受熱，然后對準(zhǔn)放藥品部位加熱g.用排水法時，應(yīng)注意當(dāng)氣泡從導(dǎo)管口連續(xù)、地放出時再收集，否則收集的氣體中混有氣。當(dāng)集氣瓶瓶口有氣泡冒出時，證明氣體已集滿h．停止反應(yīng)時，應(yīng)先把導(dǎo)管從再熄水槽里拿出，滅酒精燈(防止水倒流到試管中導(dǎo)致試管炸裂)。4.檢查裝置的氣密性：先連接好儀器，然后把導(dǎo)管的一端浸入水里，兩手緊貼容器的外壁，如果裝置不漏氣，里面的空氣受熱膨脹，導(dǎo)管口有冒出。松開兩手，冷卻后，導(dǎo)管中形成一段。檢查裝置的氣密性一般思路：先形成一個密閉系統(tǒng)，然后制造壓強差，在觀察能否有相應(yīng)預(yù)習(xí)現(xiàn)象。5.氯酸鉀制氧氣：氯酸鉀二氧化錳氯化鉀+氧氣色粉末（KClO3）色粉末（KCl）6.雙氧水制氧氣：雙氧水二氧化錳水+氧氣色透明溶液（H2O2）7.水通電制氧氣：水通電氫氣+氧氣8.氧氣的收集：a.由于氧氣溶于水，且不與水反應(yīng)，所以可以用法收集；又由于氧氣的密度比空氣略大，且不與空氣中任何成分發(fā)生反應(yīng)，因而還可以用法收集。用排水法收集的氧氣比較純凈，而用向上排空氣法收集的氧氣比較。b.檢驗：將帶火星的木條伸人集氣瓶中,若木條復(fù)燃,證明該氣體是氧氣.c.驗滿和存放：用排水法收集氣體時，當(dāng)有氣泡從集氣瓶口邊緣時，表明氣體已收集滿。用向上排空氣法收集氧氣時，將帶火星的木條放在集氣瓶瓶，若木條復(fù)燃，表明氣體已收集滿。收集滿氧氣的集氣瓶要用玻璃片蓋住并放在桌面上。例1（海珠區(qū)20年秋季學(xué)期期末卷）請根據(jù)下列實驗裝置回答問題例1（1）儀器①②的名稱是∶①_；②。（2）用高錳酸鉀制氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填標(biāo)號），該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，其中轉(zhuǎn)化為氧氣的氧元素與高錳酸鉀中氧元素的質(zhì)量之比是。（3）若用高錳酸鉀制取氧氣，并用排水法收集，實驗操作如下∶①點燃酒精燈并收集氣體；②熄滅酒精燈；③加入藥品并固定儀器；④檢查裝置的氣密性；⑤從水槽中撤出導(dǎo)管。正確的操作順序是（填標(biāo)號）。A.③④①②⑤B.④③①②⑤C.④③①⑤②D.①②④④（4）用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，當(dāng)用C裝置收集氧氣時，導(dǎo)管要伸至接近集氣瓶底部，原因是。檢查裝置B的氣密性的方法是∶連接好裝置，先用彈簧夾夾緊膠皮管，再，靜置，若觀察到說明氣密性良好。二、工業(yè)制氧：分離空氣實驗室制取氧氣，要求反應(yīng)快、操作簡便、便于收集等，但成本高，無法大量生產(chǎn)。工業(yè)制取氧氣，要求原料廉價易得、成本低廉、能夠大量生產(chǎn)、對環(huán)境無污染等。①方法：分離液態(tài)空氣法②原料：空氣③原理：根據(jù)氧氣、氮氣的點不同，將空氣溫壓，使其化，然后，得到氮氣和液態(tài)氧。在該變化前后，沒有新物質(zhì)生成，屬于變化。④貯存：加壓到1．5×104kPa,并貯存在色的鋼瓶中。除分離液態(tài)空氣外，工業(yè)上還可以用膜分離技術(shù)得到含氧90％以上的富氧空氣，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、發(fā)酵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、富氧燃燒等。自然界中氧氣的主要來源——綠色植物的作用二氧化碳+水葡萄糖+氧氣（CO2）（H2O）（C6H12O6）（O2）綠色植物的光合作用維持著自然界中氧氣的平衡。三、催化劑及催化作用1.催化劑：在反應(yīng)里，能其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，而本身的和在反應(yīng)都沒有發(fā)生的物質(zhì)（又叫做觸媒）a.能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，“加快”或“減慢”；b.化學(xué)反應(yīng)催化劑本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，不是化學(xué)反應(yīng)中c.催化劑有性，也就是說某一催化劑只對某個特定的反應(yīng)起作用；d.催化劑的種類繁多，其中酶就是日常生活中常見的一種；(生物催化酶)e.催化劑的性質(zhì)在反應(yīng)前后不變，其物理性質(zhì)可能發(fā)生變化；f.對于某些特定的化學(xué)反應(yīng)，沒有催化劑并不意味著該反應(yīng)不能進行，只是速度較慢,(KClO3)g.一個反應(yīng)的催化劑不一定只有一種(H2O2中MnO2可以用CuSO4)2.催化劑在化學(xué)反應(yīng)中起作用四、分解反應(yīng)：由種物質(zhì)生成種或種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)AB+C(一變多)例1（花都區(qū)20年秋季學(xué)期期末卷）．（14例1【探究一】探究影響過氧化氫分解速率的因素：分別取5mLH2O2溶液進行實驗，測定產(chǎn)生4mLO2所需時間，實驗結(jié)果記錄如表：實驗序號H2O2溶液的濃度（%）溫度（℃）MnO2粉末用量（g）反應(yīng)時間（t）①30350t1②30550t2③5200.1t3④15200.1t4（1）對比①②兩個實驗，若t1＞t2，則可得出的結(jié)論是：。（2）能證明過氧化氫分解速率與其濃度有關(guān)的實驗組合是（填實驗序號）。【探究二】探究氧化鐵（Fe2O3）能否用作過氧化氫分解的催化劑實驗步驟及現(xiàn)象如下：實驗步驟預(yù)期實驗現(xiàn)象Ⅰ．往A、B兩支試管中分別加入5mL5%的H2O2溶液，向A試管中加入0.5g氧化鐵粉末，將帶火星的木條分別伸入兩支試管中。A試管中產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃；B試管中①Ⅱ．待A試管中不再產(chǎn)生氣泡時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管中。試管中產(chǎn)生大量氣泡，帶火星的木條復(fù)燃。Ⅲ．待實驗Ⅱ中不再產(chǎn)生氣泡時，將試管中的固體剩余物過濾，洗滌、干燥、稱量。所得固體質(zhì)量為②g（3）請將上面表格中①②兩空格的實驗現(xiàn)象補充完整。（4）實驗Ⅱ和Ⅲ的目的是。（5）寫出氧化鐵催化作用下，過氧化氫分解的化學(xué)方程式?！咎骄咳勘容^探究二氧化錳和氧化鐵的催化效果實驗設(shè)計：對比實驗需控制變量。在探究二氧化錳和氧化鐵的催化效果時，除了控制過氧化氫溶液的體積和濃度保持相同外，還需控制相同的變量為（填寫兩項）。（7）分析與結(jié)論：實驗小組根掘?qū)嶒灁?shù)據(jù)繪制了兩種催化劑的實驗時間與氧氣體積關(guān)系圖（如圖）。依圖分析，兩種物質(zhì)的催化效果是（填序號）。A．催化效果基本相同B．二氧化錳催化效果好C．氧化鐵催化效果好D．無法判斷夯實基礎(chǔ)夯實基礎(chǔ)1.下列物質(zhì)里含有氧氣的是（）A.二氧化錳 B.氯酸鉀C.空氣D.高錳酸鉀2.用雙氧水制取氧氣時，若忘記加二氧化錳，其結(jié)果是（）A.不放出氧氣 B.放出氧氣速率慢 C.放出氧氣總量會減少 D.放出的氧氣不純3.檢驗集氣瓶里的氧氣是否收集滿，應(yīng)將帶火星的木條（）A.插入集氣瓶中B.插入集氣瓶底 C.放在集氣瓶口 D.都可以4.實驗室用高錳酸鉀制取氧氣分為下列幾個步驟：①點燃酒精燈，加熱試管；②檢驗裝置的氣密性；③將高錳酸鉀裝入試管，試管口塞入一團棉花，用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管，并把試管固定在鐵架臺上；④用排水法收集氧氣；⑤熄滅酒精燈；⑥將導(dǎo)管從水槽中取出。正確的操作順序是（）A.②①③④⑤⑥ B.③②①④⑥⑤C.②③①④⑤⑥ D.②③①④⑥⑤5.用如圖所示的裝置制取氣體，需滿足的條件是（）①反應(yīng)物是固體②反應(yīng)需要加熱③制取的氣體不易溶于水④制取的氣體密度比空氣大⑤制取的氣體能與空氣中的氧氣反應(yīng)。A.①②③④⑤B.②④⑤C.①②D.①②③6.工業(yè)上制取大量氧氣的方法是（）A.加熱氯酸鉀B.加熱高錳酸鉀C.分離液態(tài)空氣D.加熱二氧化錳7.催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用是（）A.加快化學(xué)反應(yīng)速率B.使生成物質(zhì)量增加C.改變化學(xué)反應(yīng)速率D.減慢化學(xué)反應(yīng)速率8.實驗室制取氧氣時，裝藥品的大試管口應(yīng)（）A朝下B朝上C略向下傾斜D略向上傾斜9.實驗室中利用過氧化氫、氯酸鉀、高錳酸鉀都可以制取氧氣，其原因是（

）A.都屬于氧化物B.都含有氧氣C.都含有氧氣分子D.都含有氧元素10.實驗室采用排水法收集氧氣時，需將導(dǎo)氣管伸入盛滿水的集氣瓶口，這個操作應(yīng)在()A.加熱固體藥品前B.與加熱固體藥品同時C.開始有氣泡放出時D.氣泡連續(xù)并均勻放出時11.某同學(xué)設(shè)計了用高錳酸鉀制取并收集氧氣的裝置，如下圖所示。（1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱：①；②；③；④；⑤；⑥。（2）指出該發(fā)生裝置（左邊）中的兩處明顯錯誤：①；②。12.實驗室常用于制取氧氣的方法有：a.加熱氯酸鉀晶體和二氧化錳粉末；b.加熱高錳酸鉀固體；c.用二氧化錳粉末作催化劑使過氧化氫（H2O2）溶液分解產(chǎn)生水和氧氣。（1）寫出指定的儀器名稱。①；②；③。（2）請仔細分析裝置A的特點，推測其所用的制氧氣的方法是（填“a”、“b”或“c”）。（3）采用方法c制取氧氣應(yīng)該選用裝置（填“A”或“B”）。為檢驗裝置B中氧氣是否收集滿，可用帶火星的木條放在集氣瓶的，這是利用了氧氣_的性質(zhì)。（4）利用裝置B制氧氣時，長頸漏斗的下端要插入液面以下，其目的是。（5）用高錳酸鉀制氧氣結(jié)束時發(fā)現(xiàn)水槽中的水變紅了，可能的原因是。拓展能力拓展能力1.將混有少量高錳酸鉀的氯酸鉀晶體，放入試管中加熱，完全反應(yīng)后，試管中剩余物共有()A.2種B.3種C.4種D.5種2.某無毒氣體的密度約是空氣的5/9，且極難溶于水，那么收集該氣體所有的方法是（）①向上排空氣法；②向下排空氣法；③排水法。A.①或② B.①或③ C.②或③ D.①②③均可3.三份質(zhì)量相等的氯酸鉀固體。第一份中加入少量二氧化錳，第二份中加入少量高錳酸鉀，第三份不加任何物質(zhì)。給它們分別加熱完全分解，放出氧氣的質(zhì)量（）A.第一份最多B.第二份最多C.第三份最多D.一樣多4.下列關(guān)于催化劑的敘述正確的是（）A．能加快物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率的是催化劑，減慢化學(xué)反應(yīng)速率的不是催化劑B．加入二氧化錳可以使過氧化氫產(chǎn)生更多的氧氣C．催化劑在催化過程中所有的性質(zhì)不變D．同一個反應(yīng)可以選用不同的催化劑5.下列反應(yīng)不屬于化合反應(yīng)，也不屬于分解反應(yīng)，但屬于氧化反應(yīng)的是（）。A．碳＋氧氣二氧化碳B．酒精＋氧氣水＋二氧化碳C．氯酸鉀氯化鉀＋氧氣D．硫酸銅＋氫氧化鈉氫氧化銅＋硫酸鈉6.下列變化，其中不屬于分解反應(yīng)的是（）A.液態(tài)空氣氮氣+氧氣B.氯酸鉀 氯化鉀+氧氣C.碳酸鈣 氧化鈣+二氧化碳D.碳酸氫鈉 碳酸鈉+水+二氧化碳7.在實驗室中也可以用高錳酸鉀來制取氧氣。（1）原理：（2）實驗裝置（發(fā)生裝置、收集裝置）如圖：（3）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣并用排水法收集的步驟可總結(jié)為“三先三后”：即先檢查裝置，后裝入；先預(yù)熱，后集中在的部位加熱；實驗結(jié)束后，先將導(dǎo)管從，后熄滅酒精燈。8.在高錳酸鉀分解制氧氣的反應(yīng)中，二氧化錳是物。在氯酸鉀與二氧化錳混合加熱制氧氣時，氯酸鉀是物,二氧化錳是，若不加二氧化錳，則氯酸鉀分解反應(yīng)將，若將高錳酸鉀加入氯酸鉀，則反應(yīng)，這是因為。真題演練真題演練1.（14年廣州卷8）不能從以下兩個化學(xué)方程式中獲取的信息是（）反應(yīng)①：2H2O22H2O+O2↑反應(yīng)②：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑A．反應(yīng)①和反應(yīng)②都有氣體生成 B．反應(yīng)①和反應(yīng)②是在不同條件下進行的C．反應(yīng)①和反應(yīng)②都放出熱量 D．反應(yīng)①和反應(yīng)②的反應(yīng)物中都含氧元素2.（14年廣州卷18）實驗室用如圖所示裝置制取氧氣，下列實驗操作正確的是（）A．加熱前，將集氣瓶注滿水，用玻璃片蓋著倒立在盛水的水槽中B．先將導(dǎo)管口移入集氣瓶，再開始加熱C．收集O2后，將集氣瓶移出水槽，然后蓋上玻璃片D．停止加熱時，先熄滅酒精燈，再移出導(dǎo)氣管3（20年廣州卷27.）（8分）大多數(shù)化工生產(chǎn)都有催化劑的參與。（1）化工生