1、第 4 课时 氧气的制取1. 记住用高锰酸钾制氧气的主要操作过程。2. 能根据氧气的性质找到实验室制取氧气的原理和方法。3. 会根据反应原理,判断并能选择恰当的装置制取和收集气体。一、 工业制取氧气的原理:利用氮气和氧气的 不同,属于 变化。 二、 氧气的实验室制法:1. 若用高锰酸钾或氯酸钾(二氧化锰作催化剂,催化剂能 其他物质的化学反应速率,但本身的 和 在化学反应前后保持不变)制取氧气,则用固体加热制气装置(如图 );若用过氧化氢(二氧化锰作催化剂)制取氧气应用固液不加热制气装置(如图 )。2. 用排水法和向上排空气法收集氧气时判断氧气是否收集满的方法不同:用排水法收集氧气,当集气瓶口有
2、气泡逸出时说明氧气收集满;用向上排空气法收集氧气,应用带火星的木条放在集气瓶口,如果木条 ,说明氧气收集满。 3. 操作注意事项(以双氧水为例)装药品前先 ; 药品按 的顺序装入; 长颈漏斗应 ; 导管应稍露出橡皮塞,便于 ; 排水法收集时,待 再收集; 用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部,目的: 。 【知识网络】 2H 2O2 2H2O+O2 2KMnO 4 K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3 2KCl+3O2 分解 氧气不易溶于水 氧气密度比空气略大 将带火星的木条伸入瓶内,木条复燃,证明是氧气 将带火星的木条放在瓶口,木条复燃,证明氧气已收集满【重点积累】 一、 沸点 物理
3、 二、 1. 改变 质量 化学性质 A B 2. 复燃 3. 检验装置气密性 先固体后液体 伸入到液面以下 导出气体 气泡均匀冒出时 将空气彻底排出例 1 (2015江苏宿迁)下列有关氧气的制取、收集、验满、性质实验中错误的是( )。【解析】 过氧化氢溶液和二氧化锰反应能制取氧气,A 正确;氧气的密度大于空气,可用向上排空气法收集,B 正确;将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃证明氧气已满,C 正确;做细铁丝的燃烧实验,瓶底要预先留一些水或细沙,防止炸裂瓶底,D 错误。【答案】 D【小结】 本题综合考查氧气的制取和性质的实验。掌握氧气发生和收集装置的选取方法、验满氧气的方法以及铁丝燃烧的注意事
4、项即可解答。举一反三1. (2015黑龙江大庆)已知 FeCl3与 CuCl2对 H2O2分解都有催化作用,为测定并比较二者的催化效率,需要控制的条件包括( )。实验温度 H 2O2的浓度 催化剂质量 FeCl 3与 CuCl2的颗粒大小A. B. C. 全部 D. 2. (2015贵州遵义)下列示意图分别是实验室氧气制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是( )。3. (2015四川成都)关于实验室制取氧气,下列说法错误的是( )。A. 装置可用于高锰酸钾制氧气B. 装置可用于过氧化氢溶液制取氧气C. 装置可用于收集氧气D. 装置可用于收集氧气例 2 (2015贵州安顺)通过一年的化学
5、学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关知识,请结合下列装置图,回答问题:(1)写出有标号的仪器名称: ; 。 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式: 。 (3)若用 C 装置收集氧气,收集完氧气后的正确操作步骤是 。 【解析】 (1)由仪器图和用途可知为酒精灯,为长颈漏斗;(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,在生成氧气的同时,还有锰酸钾和二氧化锰生成;(3)为了防止水倒流使试管破裂,若用 C 装置收集氧气,收集完氧气后,应先熄灭酒精灯,停止加热,再把导管移出水槽。【答案】 (1) 酒精灯 长颈漏斗 (2) 2KMnO 4 K2MnO4+MnO2+O2 (3)先将导管移出水面(或先撤离导管
6、)再熄灭酒精灯【小结】 本题主要考查氧气的实验室制法。掌握加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤和各注意事项是解答此题的关键。举一反三4. (2015广西贺州)根据下图回答问题:(1)仪器 a 和 b 的名称分别是 、 。 (2)实验室制取二氧化碳时,可选用的发生装置是 (填字母序号,下同),该装置的优点是 (3)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 ,二氧化锰在此反应中起 作用。若想用该反应原理制取并收集一瓶干燥的氧气,所选装置的连接顺序是 。 5. (2015福建泉州)下图是实验室制取某些常见气体所使用的一些装置和仪器。图 1:气体的发生装置图 2:收集气体的仪器(1)从图 1 的
7、装置中任意选择一种仪器,写出它的名称: ,简要说出它的一种用途: 。 (2)写出实验室制取氧气的一个化学方程式: , 用该方法制取氧气的发生装置可选择图 1 中的 填标号)。 (3)实验室制取二氧化碳选择的药品是 和 。收集二氧化碳通常选择图 2 中的 (填标号)仪器进行组合。欲收集满一瓶二氧化碳气体,收集一段时间后,将燃着的木条放在集气瓶口,若观察到火焰熄灭,则接下来应进行的操作是 ;若火焰不熄灭,则可能的原因是 6. (2015黑龙江绥化)以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。实验序号H2O2溶液浓度/% H2O2溶液体积/mL温度/ MnO2的用量/g 收集氧气的体积/
8、mL 反应所需的时间/s 5 l 20 0.1 4 16.75 15 l 20 0.1 4 6.04 30 5 35 2 49.21 30 5 55 2 10.76 (1)通过实验 和实验 对比可知(填实验序号),化学反应速率与反应物的浓度有关;从实验和对比可知,化学反应速率与 有关。 (2)用一定量的质量分数为 15%的过氧化氢溶液制氧气,在不影响产生氧气质量的前提下,为了减慢反应速率,可采取的措施是 。 参考答案【课堂研习】1. C 解析:为测定并比较 FeCl3与 CuCl2对 H2O2分解的催化效率,需要控制实验温度相同、H2O2的浓度相同、两者的质量和颗粒大小相同,温度、反应物的浓度
9、和接触面积都会影响反应速率。2. A 解析:收集氧气时应将导气管伸到接近集气瓶底部,B 错误;氧气验满时应将带火星的木条伸到集气瓶口,C 错误;细铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底部应预先放少量水或细沙,D 错误。3. C 解析:高锰酸钾固体需要在加热的条件下分解制取氧气,A 正确;过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气,属于固液常温制气体,B 正确;氧气的密度比空气大,应该用向上排空气来收集,C 错误;氧气不易溶于水,可用排水法来收集,D 正确。4. (1)铁架台 集气瓶 (2)B 随时控制反应的进行或停止(或控制反应速率) (3)2H 2O22H2O+O2 催化 B、F、C解析:(1)a
10、 是铁架台, b 是集气瓶;(2)碳酸钙和稀盐酸反应不需要加热,应该用 B 装置作为发生装置;该装置可以通过分液漏斗控制液体的滴加速度从而能够控制反应速率;(3)过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下反应生成水和氧气;若想用该反应原理制取并收集一瓶干燥的氧气,需要在收集之前将气体进行干燥,所以装置的连接顺序是:通过 B 装置制取氧气,再通过 F 装置干燥氧气,最后通过 C 装置收集氧气。5. (1)酒精灯(或其他合理答案) 用于加热(或其他合理答案) (2)2KMnO 4 K2MnO4+MnO2+ O2(或 2H2O2 2H2O+ O2或 2KClO3 2KCl+3O2) A(B 或 A,与前一空
11、对应)(3)大理石 稀盐酸 C、E、F 将导管移出集气瓶,盖上玻璃片 CO 2还没有收集满(或其他合理答案)解析:(1)从图 1 的装置中任意选择一种仪器,写出它的名称:酒精灯;它的用途:加热;(2)实验室制取氧气可用加热高锰酸钾或在二氧化锰催化作用下分解过氧化氢或在二氧化锰催化作用和加热条件下分解氯酸钾,发生装置对应的为 A 或 B 或 A;(3)实验室制取二氧化碳选择的药品是碳酸钙和稀盐酸,采用向上排空气法收集二氧化碳,选择图 2 中的 C、E、F 仪器进行组合;燃着的木条放在集气瓶口如果熄灭,说明二氧化碳收集满,此时将导管移出集气瓶,盖上玻璃片即可;如果火焰不熄灭,则可能的原因是气体发生装置漏气或者二氧化碳没有收集满。6. (1) 温度 (2)加水稀释过氧化氢溶液(或降温)解析:(1)从表中分析可知:是过氧化氢浓度不同而其他的反应物各种量均相同,可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系;则是温度不同其他条件相同,是对温度影响化学反应速度的探究;(2)从表中分析可知,反应物浓度越大或温度越高反应就越快,所以在不影响产生氧气质量的前提下,为了减慢反应速率,可采取降温或降低溶液的浓度即可。
