氧气、二氧化碳的制取

沪教版初三化学《O2、CO2的制备原理，装置和仪器和选用》教学目标:1．知道氧气的工业制法，理解实验室制取氧气的原理、装置和操作及氧气的检验方法。

2．理解二氧化锰在实验室制取氧气反应中的催化作用3. 掌握实验室制取二氧化碳的相关知识，了解工业制取二氧化碳的相关知识基础知识：（一）工业制氧气（物理方法）要求：原料价廉易得，产品产量高以降低成本。

工业制氧气的原料：空气制取原理是：先把空气液化，然后升温，利用氧气与氮气沸点的不同达到分离的目的（空气中其它气体含量较低不考虑）。

已知氮气沸点为—196℃，氧气沸点为—183℃，推测：先从液态空气中气化逸出。

（二）实验室制气体（化学方法）四、氧气的制取：Ⅰ、氯酸钾和二氧化锰催化剂：加快化学反应速率，而本身在反应前后质量和化学性质都没有发生变化●反应物状态：固（白色粉末）+固（黑色粉末）●反应条件：加热●反应原理：在实验中二氧化锰起作用。

●制取氧气的实验一般步骤：（查、装、定、收、移、熄、验）①“查”检查装置的气密性；②“装”将氯酸钾和二氧化锰的混合固体装入试管中。

③“定”根据酒精灯的高度来确定试管的固定位置。

④“收”收集得到的气体（待气泡均匀冒出时开始收集）；⑤“移”将导管移出水槽（防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂）⑥“熄”最后熄灭酒精灯；⑦“验”：检验氧气是否收集满（验满方法：用带火星的木条放在集气瓶口，看木条是否复燃）●实验装置（固、固加热制气体）●气体收集方法以及运用气体的性质①排水法：利用性质：氧气不易溶于水②向上排空气法；利用的性质：氧气的密度大于空气的密度●注意事项：1.固定试管方向：试管口略向下倾斜，原因：防止冷凝水倒流炸裂试管2.如何判断排水法氧气已收集满：集气瓶内无水，且水中气泡向集气瓶外逸出证明已收集满4.在对固体进行加热前，应先使试管均匀受热，在对固体集中加热，防止试管炸裂。

3.当反应结束时：应先，后原因是：Ⅱ、过氧化氢和二氧化锰●反应物状态：固体粉末和液态●反应条件：常温进行●反应原理：，在反应过程中二氧化锰起作用。

●制取氧气的实验一般步骤：（查、装、定、收、验）①“查”检查装置的气密性；②“装”将氯酸钾和二氧化锰的混合固体装入试管中。

③“定”根据选择装置固定仪器。

；④“收”收集得到的气体（待气泡均匀冒出时开始收集）⑤“验”：检验氧气是否收集满（方法同上）●反应装置：●注意事项：控制平稳的反应速度：通过控制滴加过氧化氢的速度来控制五、分解反应：由一种物质反应生成两种或两种以上物质的反应叫做分解反应例如：氯酸钾制氧气、双氧水分解制氧气等二、典型例题【例1】在101．3kPa时，将液态空气升高温度，下表中三种气体分离的先后顺序( )气体氮气(N2) 氩气(Ar) 氧气(O2)沸点一196℃一186℃一183℃A．N2、Ar、O2B．O2、Ar、N2C．N2、O2、Ar D．Ar、N2、O2【例2】下列反应中属于化合反应的是，属于分解反应的是。

A．铁丝在氧气中燃烧B．硫在氧气中燃烧C．实验室加热氯酸钾制取氧气D．实验室分解过氧化氢制取氧气【例3】实验室用分解H2O2的方法制O2，若实验中忘记加入MnO2，其结果是( )A．不产生氧气B．生成氧气的速率慢C．产生氧气的总质量减少D．无影响【例4】某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体具有的性质是( ) A．易溶于水比空气轻B．难溶于水比空气轻C．易溶于水比空气重D．难溶于水比空气重【例5】现有下列A、B、C、D、E五种实验装置：根据题意，将装置的序号填入下列空格中。

(1)加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气，用装置，收集氧气最好用装置。

(2)用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气，用装置。

(3)氨气极易溶于水，且密度比空气小，实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气，应用装置，收集氨气最好用装置。

三、课堂练习1．下列含氧化合物不需要加热，也可以直接产生02的是( )A．KClO3B．MnO2C．H2O2D．Fe3O42．下列说法正确的是( )A．要使氯酸钾受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰B．高锰酸钾能分解生成二氧化锰，可作为氯酸钾分解制备氧气的催化剂C．在工业上主要用分离液态空气的方法制取氧气，这个过程属于物理变化D．用排水法收集氧气时，将带火星的木条放在瓶口，木条复燃，说明氧气已收满3．实验室制取并收集氧气常用的一组仪器是( )A．蒸发皿、漏斗、玻璃棒、烧杯B．试管、酒精灯、铁架台、集气瓶C．量筒、烧杯、试管、药匙D．试管、酒精灯、石棉网、玻璃棒4．下列实验基本操作正确的是( )A．实验室制氧气时，应先将药品装入试管中，再检查装置的气密性B．用排水取气法收集完氧气后应先熄灭酒精灯，再从水槽中取出导管C．安装大试管时，应使试管口稍稍向上倾斜D．给试管中的物质加热时应使用酒精灯的外焰5．下列变化中，属于分解反应的是( )点燃二氧化碳+水A．氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水B．蜡烛+氧气−−−→C．氢气+氧化铜→铜+水D．碳酸氢钠(小苏打)→碳酸钠(纯碱)+水+二氧化碳6．工业制氧气的原理是分离液态空气，其方法是将空气加压降温成液态空气，然后略微升温，其中先逸出的是。

(已知氧气的沸点是-183℃，氮气的沸点是-196℃)7．实验室常用和混合加热来制取氧气，完全反应后，试管里剩余的固体是，该反应的文字表达式是，这个反应的基本类型是反应，木炭在氧气中燃烧的基本反应类型是，很多物质能够在空气中燃烧，实际上是跟空气中的反应，这些反应叫反应。

8．将白色晶体X与黑色粉末Y的混合物共热，反应生成无色气体A和固体B，Y在反应前后的质量和化学性质都不改变，将淡黄色固体C点燃后伸进盛有A的集气瓶中，发出明亮的蓝紫色火焰，并产生刺激性气味的气体D。

则有关物质的名称是：X ，Y ，A ，B ，C ，D 。

9．右图是实验室制取氧气的装置图：(1)写出图①～⑥仪器的名称。

①②③④⑤⑥(2)将以下实验步骤的序号按正确的先后顺序排列为。

①撤去酒精灯②检查装置的气密性③把集气瓶装满水，倒置于水槽里④点燃酒精灯，给装有药品的试管加热⑤收集气体⑥撤出伸入水槽中的导管⑦装入药品(3)①实验中试管口向下倾斜的原因是②用排水法收集氧气的适宜时刻是四、课堂总结（由学生复述，答案请见知识梳理部分）1、氧气的工业制法的原理是什么？2、氧气的实验室制法有几种？仪器与原理有哪些异同？3、实验室搜集氧气的方法有哪些？利用的是氧气的什么性质？如何检验氧气？如何验满？A．碳B．硫C．蜡烛D．磷7．下列物质中属于氧化物的是A．CaCO3B．CO C．NaOH D．H2CO38．下列反应中，属于氧化反应的是( )−−→氧化铜A．铜+氧气∆通电氢气+氧气B．水−−−→C．二氧化碳+水→碳酸−−→氧化铜十二氧化碳+水D．碱式碳酸铜∆9．催化剂在使用前后：①质量减少；②化学性质不变；③外形可能改变；④使反应速率加快。

上述说法中正确的是( )A．①③B．②③C．①③④D．②③④10．NO是大气污染物之一，但少量NO在人体内具有扩张血管、增强记忆的功能。

NO难溶于水，通常条件下极易与氧气反应。

实验室收集NO的装置是( )11．根据物质的分类，空气属于；氧气属于。

(填纯净物、混合物)12．写出下列变化的文字表达式并描述实验现象。

(1)镁在空气中燃烧：现象：(2)木炭在氧气中燃烧：2. 选择合适的实验装置（1）发生装置：由及决定：反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。

反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用过氧化氢溶液制O2的发生装置。

反应物是固体和液体且不需加热反应物是固体且需加热（2）收集方法：由气体的及（能否溶于水，能否与水反应）决定。

①凡难溶于水或不易溶于水且不和水反应的气体均可采用法收集；②凡密度比空气大的气体可采用法收集；③凡密度比空气小的气体可采用法收集。

3. 验证所制得的气体（二）二氧化碳的实验室制法1. 实验药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸2. 实验原理： CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑注意：（1）不能用浓盐酸代替稀盐酸，因为浓盐酸易挥发，使制得的CO2不纯（混有氯化氢气体）；（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为稀硫酸与CaCO3反应生成微溶于水的硫酸钙覆盖在大理石（或石灰石）的表面，阻止反应的进行；（3）不能用Na2CO3或CaCO3代替大理石（或石灰石），因为Na2CO3与稀盐酸的反应速度太快，不便于收集。

3. 装置的选择（1）发生装置：选用与过氧化氢溶液制O2相同的发生装置（2）气体收集方法：向上排空气法（因为CO2能溶于水，密度比空气大）4. 验证方法：将气体通入澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，则该气体为CO2。

化学方程式：CO2 + Ca（OH）2 == CaCO3↓+ H2O思考：可以用燃着的木条来检验吗?5. 验满方法及现象：用燃着的木条，放在集气瓶口，熄灭则满。

★实验室制取CO2的实验操作过程（1）检查装置的气密性；（2）装入大理石，塞紧胶塞；（3）固定装置；（4）从长颈漏斗加入稀盐酸至长颈漏斗下端管口液封；（5）收集气体，导管一定要伸入集气瓶底部；⑹检验是否集满。

例1：已知实验室里制取气体丙的化学方程式为：甲（固）+乙（固）丙↑+丁，且气体丙易溶于水，密度比空气的大，则应选用的装置和收集方法是（）A. 制取CO2的发生装置和排水法收集B. 用KMnO4制取O2的发生装置和向上排空气法收集C. 制取CO2的发生装置和向下排空气法收集D. 用KMnO4制取O2的发生装置和排水法收集例2：实验室制取二氧化碳气体，有如下图所示的仪器可供选用请你回答下列问题：（1）制取二氧化碳气体所需的药品是；（2）收集二氧化碳气体的方法是；（3）制取并收集二氧化碳气体所需的仪器是（用仪器的序号回答）；（4）检验二氧化碳气体是否收集满的方法是；（5）制取二氧化碳的化学方程式是。

例3：在实验台上摆放着供你选择的如下药品和仪器（实验常备用品图中略）：请你设计一种制备某气体的实验方案，填写实验报告中的以下几项：制备气体名称实验药品（填写序号）实验仪器（填写序号）实验原理收集方法反思与评价（从装置的优、缺点方面说明）例4：实验室里常用大理石与稀盐酸反应来制取二氧化碳，某同学认真研究了课本中的实验装置（如下图甲），对其中的气体发生装置进行了改进（如下图乙）。

请回答下列问题。

甲乙（1）写出实验室里制取二氧化碳的化学反应方程式___________________________；（2）写出标号仪器的名称：a______________，b_________________，c_____________，d______________（3）说明该同学进行实验装置改进的目的：_________________________________；（4）如何检查乙装置的气密性（三）二氧化碳的工业制法：工业上利用煅烧石灰石制取生石灰的同时，得到副产品二氧化碳。