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?氧气的实验室制法和性质

学习内容 ?氧气的实验室制法 ?装置气密性的检查 ?催化剂和催化作用 ?分解反应 ?氧气的工业制法 —— 分离液态空气

一、氧气的实验室制法
学习内容
? ? ? ? ? ? ? 药品 反应原理 制取装置 收集装置 操作步骤 检验方法 验满方法

1、药品
? 过氧化氢(无色液体)俗名:双氧水 ? H2O2
? 二氧化锰(黑色固体) ? MnO2 ? 氯酸钾(白色粉末) ? KClO3 ? 高锰酸钾 (暗紫色固体) ? KMnO4

2、反应原理
? 分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾的方法制氧气

?不加热双氧水时,带火星的木条是否复燃
?不加热,但在双氧水中加入二氧化锰时,

是否复燃?
二氧化锰(用过氧化氢制氧气的实验)

二氧化锰是否变化了?

二氧化锰起什么作用? 双氧水分解的文字表达式是什么?
?过氧化氢 ?H2O2
二氧化锰

催化剂

水 + 氧气 H2O O2

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 。 催化作用:催化剂在化学反应中起的作用

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。

反应原理
二氧化锰

? 过氧化氢 ? H2O2
二氧化锰

水 + 氧气 H2O O2
加 热

? 氯酸钾 ? KClO3 ? 高锰酸钾 ? KMnO4

氯化钾 + 氧气 KCl O2 锰酸钾+二氧化锰+氧气 K2MnO4 MnO2 O2

加热

分解反应
? 由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应叫做分解反应。 ? 分解反应的类型可以用下面的通式简明地来表示:AB→A+B+…… ? 可以简称为“一变多”。

3、实验装置
? 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: ? 气体的水溶性、气体的密度。 方法:易溶于水排气法,根据密度定上下; 不溶微溶排水法,所得气体纯度大。

实验装置1(H2O2)

液体药品发生装置

气体发生装置(KClO3)
试管 洒精灯

铁架台

导管

向上排空气法
玻璃片 导管

集气瓶

4 、收集方法:

排 水 法:
(1) 适用范围 难溶于水或不易溶于水且不 与水发生化学反应的气体 (2) 优点 ① 易于收集到较纯的气体 ② 便于观察气体是否已经收集满

向上排空气法

(1)适用范围 密度比空气大的气体,不与空 气中任何成分反应的气体
(2) 优点 操作较为方便,需要验满

向下排空气法

(1)适用范围 密度比空气小的气体,不与空 气中任何成分反应的气体
(2) 优点 操作较为方便,需要验满

实验装置 2 (KMnO4) 固 体药品发生装置
A
制备装置

铁架台 A__________B_________ 试管
C__________D_________ 导管

酒精灯

E___________F_________ 集气瓶

水槽

B D

收集装置

E

C

F

5、加热高锰酸钾操作步骤
?查 ?装 ?定 ?点 ?收 ?离 ?熄

第一步
? 检查装置的气密性

? 把导管的一端浸入水里,两手紧贴试管的外壁,如果装置不漏 气,里面的空气受热膨胀,导管口有气泡冒出。松开两手,使 它冷却,导管中就会形成一段水柱。

第二步
? 将药品装入试管,用带导管的橡胶塞塞紧试管 ? 药品要平铺在试管底部,均匀受热

第三步

? 将试管固定在铁架台上

仪器装配原则:先下后上, 先左后右。

注意事项 ? ①试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后 变成水蒸气,再冷凝成水珠倒流回试管底部,使试 管炸裂。 ? ②试管内导管稍微露出橡皮塞即可,便于气体排出。 ? ③用高锰酸钾制氧气时,试管口处应放一团棉花 ? ④铁夹要夹在离试管口1/3处。

第四步
? 点燃酒精灯,先将试管均匀受热后对准试管中的药品部位 加热 ? 物质加热原则:先均匀,后集中。

? ⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热;加热时先要将酒 精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准药 品部位加热

第五步
? 用排水法收集氧气

? ⑥用排水法集气时,集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在 水面下),导管伸到瓶口处即可;用向上排空气法集气时,集 气瓶正放,导管口要接近集气瓶底部 ? ⑦用排水法集气时,应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出 时再收集,否则收集的气体中混有空气。当集气瓶口有气泡冒 出时,证明已满。

第六步
? 收集完毕,将导管撤离水槽

? ⑧停止反应时,应先把导管从水槽里拿出,再熄灭酒精灯(防 止水倒流到试管,导致试管炸裂)

第七步 ? 熄灭酒精灯

5、加热高锰酸钾操作步骤
? 查
? 装 ? 定 ? 点 ? 收 ? 离 ? 熄

谐音: 茶
庄 定 点

收 利



注意事项总结
? ①试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气,再冷凝成 水珠倒流回试管底部,使试管炸裂。 ? ②试管内导管稍微露出橡皮塞即可,便于气体排出。 ? ③药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ? ④铁夹要夹在离试管口1/3处。
? ⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热;加热时先要将酒精灯在试管下方来回移动,让试 管均匀受热,然后对准药品部位加热。 ? ⑥用排水法集气时,集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下),导管伸到瓶口处 即可;用向上排空气法集气时,集气瓶正放,导管口要接近集气瓶底部。

注意事项总结
? ⑦用排水法集气时,应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集,否则收集的 气体中混有空气。当集气瓶口有气泡冒出时,证明已满。 ? ⑧停止反应时,应先把导管从水槽里拿出,在熄灭酒精灯(防止水倒流到试管,导致 试管炸裂)。 ? ⑨收集满氧气的集气瓶应正放,瓶口处盖上玻璃片。 ? ⑩用高锰酸钾制氧气时,试管口处应放一团棉花。

6、检验方法
? 将带火星的木条伸入瓶内,如果木条复燃,说明瓶内的气体使氧气

7、验满方法
? 用向上排空气法收集时,将带火星的木条放在瓶口,如果木条复燃,说明该瓶内的氧气已 满。 ? 用排水法收集时,当气泡从瓶口冒出时,说明该瓶内的氧气已满

二、氧气的工业制法
? 工业上生产大量氧气是用分离液态空气的方法(物理变化) ? 在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸 点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧。

工业制氧流程图:
降温到-200℃以下 空气 液化

液态空气
升温到-196℃

氮气

液氧 升温

氧气

三、实验探究氧气的性质

1、木炭与氧气反应

木炭 O2

+

氧气 CO2

加热

二氧化碳

C

发 红 光

燃 烧 , 放 热 , 发 白 光

变 浑 浊

2、铁丝与氧气反应

加热

铁 + 氧气 O2

四氧化三铁 Fe Fe3O4

在空气中与在氧气中比较 量剧 氧 的烈 气 热燃 中 ,烧 生, 成火 黑光 色四 固射 体, 放 出 大 :

空气中: 发红光

? 通过本节课的学习,你有哪些收获?

随堂检测 1.工业上制取大量氧气的方法是 ( ) C (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 2.催化剂在化学反应中所起的作用是( ) (C 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

3.实验室制取氧气时,装药品的大试管口应 ( ) C (A)朝下 (B)朝上 (C)略向下倾斜 (D)略向上倾斜 4.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,这个操作应在( ) D (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

例题:下列反应中属于分解反应的是(

〕 12

1、氧化汞 → 汞 + 氧气

2、碱式碳酸铜 → 氧化铜 + 水 + 二氧化碳
3、铁+硫酸铜 → 硫酸亚铁 + 铜

4、蜡烛+氧气 → 水 + 二氧化碳

例题:指出下图中的四处错误
加热氯酸钾

例题:指出下图中的四处错误
加热氯酸钾

?课堂练习二
? 1.下列物质中含有氧气的是( ) (A)二氧化锰 (B)氯酸钾 (C)空气 (D)氧化镁 ? 2.检验氧气的方法是 ( ) (A)用火柴去点 (B)用带火星木条接近气体 (C)用鼻子去嗅气味 (D)用天平称量 ? 3.下列有关实验室用高锰酸钾制氧气的叙述中,正确的 是 ( ) (A)高锰酸钾受热后,也不放出氧气 (B)要使高锰酸钾受热分解放出氧气,必须加入二氧化锰 (C)二氧化锰是这个反应的生成物 (D)二氧化锰是一切化学反应的催化剂 ? 4.同时加热下列物质,最易放出氧气的是( ) (A)纯净的氯酸钾 (B)纯净的高锰酸钾 (C)纯净的二氧化锰 (D)过氧化氢溶液

? 课堂练习二 5.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 6.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,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 7.下列变化中属于分解反应的是 ( ) (A)分离液态空气制氧气 (B)加热氯酸钾和二氧化锰制氧气 (C)用高锰酸钾制氧气 (D)红磷燃烧

? 8.实验室制取氧气并用排水法收集氧气所用主要仪器名称 是: 、 、 、 、 、 。 ? 9.实验室制氯酸钾和二氧化锰制氧气,加热至气体不再产 生,试管内固体剩余物有 。改用高锰酸钾制 氧气,加热到没有气体产生时,试管内固体剩余物 有 。这两个反应的固体剩余物中都有 , 但它在两个反应中的作用不一样,在氯酸钾分解中它 是 ,在高锰酸钾分解中它是 。

答案

课堂练习答案

1.C 2.B 3.C 4.B 5.C 6.D ? 8.铁架台(带铁夹) 试管带单孔橡皮塞 槽 集气瓶 玻璃片 ? 9.氯酸钾和二氧化锰 锰酸钾和二氧化锰 生成物

7.BC 酒精灯(火柴) 二氧化锰



催化剂


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