第二单元-课题3-制取氧气[1]

制取氧气

考点清单

1、了解氧气的工业制法

2、知道实验室中制取氧气的主要方法和原理，初步了解通过化学实验制取新物质的方法；

3、认识分解反应、催化剂及催化作用。 知识点1：氧气的工业制法：

一）自然界氧气的获得：主要是来源于绿色植物的光合作用

二氧化碳 + 水

素

叶绿光照 葡萄糖 + 氧气

二）工业制法（分离液态空气法）

（1）具体过程

（2）注意：该过程是物理变化还是化学变化？

【典型例题】

例1：工业上利用分离液态空气法制氧气的依据是 A 、氧气与氮气的化学性质不同 B 、氧气和氮气在水中的溶解性不同 C 、氧气与氮气的密度不同 D 、氧气与氮气的沸点不同

解析：空气是一种无色、无味的气体，它是由多种成分混合而成的，其中氧气和氮气的含量较高。工业上需用大量氧气时，就利用分离液态空气的方法得到氧气。氮气和氧气是两种不同的物质，二者的物理性质和化学性质均不相同，在工业制氧气时，主要利用两者的沸点不同，采用加压、降温的方法使空气液化，然后再蒸发氮气得到大量氧气。

答案：D

例2：将一根燃着的木条置于盛有液态空气的敞口容器上方时，观察到的现象是 A 、熄灭 B 、燃烧得更旺 C 、无明显变化 D 、先燃烧更旺后熄灭 解析：液氮的沸点低于液氧的沸点，液态空气敞口放置时液态氮气会先转化为气体逸散出来，而氮气具有不燃烧，也不支持燃烧的性质，此时容器上方燃着的木条会熄灭。

答案：A

知识点2：氧气的实验室制法 实验室制取氧气的反应原理：

1、药品：实验室里常使用（1）过氧化氢溶液、（2）氯酸钾、（3）高锰酸钾等含氧物质制取氧气。

药品过氧化氢二氧化锰氯酸钾高锰酸钾

化学式H2O2MnO2KClO3KMnO4

色、态无色、液黑、粉末白、固紫黑、固

溶水性溶（无色溶液）不溶溶（无色溶液）溶（紫色溶液）

【主要成分】过氧化氢

【含量规格】15%

【作用与用途】

本品在分解过程中释放出活泼的新生态氧，用于养殖池塘的

增氧，药性温和，使用方便，分解快，无残留，绿色环保。

【用法与用量】

用法：将本品以1000倍水稀释后直接泼洒于养殖池塘中。

用量：每亩水深1米用本品100～150mL，病情严重可加量使用。

过氧化氢分解只产生氧气、水

俗称双氧水，无色液体。家庭和医院用的消毒水就是其3％的溶液，它也是一种常用的消毒剂，药房均有售，每100mL大约1.80元。

小军同学上体育课时不小心磕破了腿，医生给他清洗伤口时，他发现伤口处出现了气泡。

带火星的木条没有复燃。

2、催化剂（触媒）：在化学反应中,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反应前后都没有改变的物质,叫催化剂。催化剂所起的作用叫催化作用。

“一变、二不变”改变：速率（不是产量）；

改变——加快或减慢。

不变：化学性质和质量。

3、反应原理：

（1）过氧化氢水+ 氧气

H2O2H2O + O2

（2）氯酸钾氯化钾＋氧气

KClO3KCl＋O2

（3）高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2

如何选择实验室制气装置？

4、装置选择：

*发生装置的选择：根据反应物的状态和所需条件

过氧化氢高锰酸钾（氯酸钾）反应物状态液态+固态固态

反应条件不需要加热需要加热

以上装置适用于：固+液或液+液，不需加热。

以上装置适用于给固体加热进行反应

*收集装置的选择：根据气体的密度和溶解性

密度：氧气> 空气氧气不易溶于水，也不与水发生反应。

且不与空气中的成分反应

向上排空气法收集排水取气法收集

（1）高锰酸钾制取氧气

注意事项：

①试管口要略微向下倾斜：防止水倒流，使试管底部破裂。

②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。

③试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

④排气法收集气体时，导气管要伸入到接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。

排水法收集时，等瓶子里的水排完以后，在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把瓶子移出水槽，正放在桌子上。

⑤实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

实验步骤：

①仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。

②气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。

③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。试管口要放一小团棉花

④加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

⑤收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集

⑥检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。

⑦撤出导气管后再熄灭酒精灯

⑧整理仪器

可简单归纳为：“茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）”

（2）双氧水（过氧化氢）制取氧气

注意事项：

①分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；

②导管只需略微伸入试管塞

③气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

④装药品时，先装固体后装液体

⑤该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

【典型例题】

例1：一氧化氮（NO）在常温下是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，能跟空气中的氧气迅速发生化学反应生成红棕色的二氧化氮（NO2）气体。实验室要收集一瓶一氧化氮气体，应采用的方法是（）

A、用排水法

B、用向上排空气法

C、用排水法或向上排空气法

D、用向下排空气法

解析：实验中对气体收集方法的选用，是由该气体的性质决定的。该题给出了一氧化氮气体性质中的某些信息，考查了学生对收集一般气体方法的确定，从而增强了实验能力。解题要基于初中化学收集气体方法与气体性质相对应的原则，再联系题中的信息去扩展。收集气体的基本方法：

排水法：收集的气体应有的性质：该气体难溶于水，也不与水发生反应。

排空气法：

①向上排空气法：该气体的密度比空气大且不与空气中的成分反应

②向下排空气法：该气体的密度比空气小并无毒（若有毒，应采取适当的方法对外泄气体进行处理）。

由此可知，NO应用排水法收集。

答案：A

例2：将一种黑色固体A和一种无色液体B混合，生成无色无味气体C，加热暗紫色固体E 同时得到A和C；无色气体C能使带火星木条复燃。将银白色固体D放入盛有C的集气瓶中燃烧，火星四射，生成黑色固体F，并放出热量。