第7讲 氧气制备的实验.docx

第七讲氧气制备的实验适用学科化学适用年级初三适用区域通用本讲时长120分钟知识点1 .高镒酸钾和过氧化氢制取氧气2 .氯酸钾制取氧气和催化剂3 .氧气的工业制法4 .分解反应教学目标1 .掌握实验室制取气体的几种方法及注意事项2 .了解氧气的工业制法3 .掌握分解反应的定义并会判断某一反应是否是分解反应教学重难点氧气的实验室制法教学过程一、复习预习1 .氧气的物理性质重点复习氧气的密度和溶解性2 .氧气的化学性质分别复习木炭，硫、铁丝在氧气中燃烧的实验现象、文字表达式及实验过程中的注意事项3 .氧化反应、化合反应、缓慢氧化的判断重点复习这三种反应的特点及判断方法4 .氧气的用途支持燃烧、供给呼吸二、知识讲解考点1：氧气的实验室制法加热高铳酸钾制取氧气(1)反应原理:KMnO4K2MnO4MnO2O2【发生装置工选房健骸艮据反应朝蹄娥反应条件本实验中由于高镒酸钾是固体,反应条件是加热,所以选择固固加热型发生装置【收集装置】：选择依据是根据气体的密度和溶解性若气体的密度比空气密度大一一向上排空气法若气体的密度比空气密度小一一向下排空气法若气体不易溶于水或难溶于水且不与水反应一一排水法由于本实验中氧气密度比空气密度大,所以可用向上排空气法收集;又因为氧气不易溶于水,所以也可以用排水法收集.（3）实验步骤查（检查装置气密性）装（将药品装入试管，在试管口放一团棉花，塞紧单孔塞）定（固定试管在铁架台上）点（点燃酒精灯加热药品）收（收集气体）离（将导管从水槽中撤离）熄（熄灭酒精灯）可以谐音记忆为:茶庄定点收利息（4）实验注意事项药品要斜铺在试管底部，以便均匀受热.试管口应略向下倾斜，防止在试管口冷凝的水倒流到试管底部引起试管炸裂.在试管口放一团棉花，防止加热时高镒酸钾粉末进入导管,堵塞导管.试管内的导管稍露出胶塞即可，便于气体排出.铁夹夹在距试管口约1/3处.用排水法收集氧气,当气泡连续均匀冒出时再开始收集,否则收集的气体不纯.收集满氧气后，盖上玻璃片正放在实验台上（氧气密度比空气密度大）实验结束后，先将导管从水中撤离，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流入试管使试管炸裂.(5)检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气.(6)验满方法：向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已满.排水法：当集气瓶口有较大气泡冒出时，证明已满.考点2：过氧化氢制取氧气(1)实验原理(2)实验装置【发生装置】反应物的状态为固体和液体，条件不需要加热，所以可选择固液不加热型的发生装置AB注意：装药品时，先装固体后装液体长颈漏斗的下端管口应在页面以下，形成液封.长颈漏斗可用分液漏斗代替，但分液漏斗的下端在液面以上.【收集装置】可用向上排空气法或排水法收集考点3：氯酸钾制取氧气实验原理KC1.O3KC1.O3O2考点4：催化剂及催化作用(1)催化剂：在化学反应里能改变其他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不发生变化的物质.注意：催化剂不能增多或减少生成物的质量(2)催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用.考点5：氧气的工业制法分离液态空气法【原理】利用液态空气中液态氧和液态氮的沸点不同注：该变化是物理变化考点6：分解反应分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应注意：分解反应的特点是“多变一”二、例题精析【例题1】【题干】下列关于实验室制取氧气的叙述中，正确的是OA.用高镒酸钾制取氧气的大试管管口应向上倾斜，便于气体排出B.插入水槽中的导气管管口刚有气泡冒出时，就要立即收集气体，否则会造成不必要的浪费C.用排水法收集氧气结束时，应先撤去酒精灯，后从水槽中拿出导管D.收集氧气可以用向上排空气法和排水法【例题2】【题干】已知固体氯酸钾在加热条件下可以分解，生成氧气.如果用二氧化镒作催化剂则可以加快其分解速度.已知a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化镒的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，当分别同时加热a和b至完全反应时，能正确表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（）【题干】下列有关化合反应和氧化反应的说法中正确的是（）A.化合反应一定是氧化反应B.有氧气参加的反应一定是化合反应C.糖和水混合制成糖水是化合反应D.有些化学反应既是化合反应又是氧化反应【例题4】【题干】如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置.ABCDEF请回答下列问题：（1）用过氧化氢制取氧气，应选用发生装置（填字母序号），若用装置D收集氧气，验满的方法是O.若用装置F收集氧气，判断收集满氧气的现象是（2）欲使用装置E用排空气法收集氧气，则气体应从（填密”或“b”）端通入；欲使用装置E用排水法收集氧气，先将瓶中装满水，再将气体从（填"a”或"b”）端通入.（3）已知一氧化氮气体难溶于水，在空气中容易与氧气发生反应，则收集一氧化氮气体时应选用图中装置（填字母序号）.【例题5】【题干】碳家族中，C6°的分子结构形似足球（如图所示）。关于C6。的说法中，错误的是（）A.它是一种单质B.每个C6O分子由60个碳原子构成C.它与金刚石是同一种物质D.它完全燃烧后的产物是CO2【例题6】【题干】一氧化碳和二氧化碳只有一字之差。有人认为，二者就像李生兄弟，这是因为（填序号）。A.它们由同种分子构成B.它们由相同的元素组成C.它们都有毒D.它们都能溶于水也有人认为,二者化学性质相差甚远,请给出一条支持他的理由:其实，二者是可以相互转化的，请用化学方程式表示此过程：O【例题7】【题干】实验室制取C02应选择的装置是（）A.B.C.D.三、课堂运用1.下列变化属于分解反应的是（A.蒸发食盐水得到食盐B.从空气中分离出氧气C.加热高镒酸钾制氧气D.蜡烛燃烧生成水和二氧化碳2 .现有甲、乙两份质量相等的氯酸钾，向甲中加入适量的二氧化镒，对两份加热至不再产生气体，下列图象正确的是（）3 .用高镒酸钾制取并收集氧气使用如下图的装置，请回答下列问题.（1） 写出有标号仪器的名称：a；b；c；d（2）指出图中的三处错误，并对应说明改正的方法.错误：；（D.改正：；.（3）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是.（4）待集气瓶收集满后，将它取出并放置的方法是.4 .如图所示，过氧化氢（H2O2）在二氧化镒的作用下，迅速分解放出大量的氧气，反应的文字表达式是,反应类型是，其中二氧化镒所起的作用是，此实验还会出现的现象是：气球（填胀大或缩小），红墨水（填左移或右移）.5 .某学习小组在探究活动中要制取一定量的氨气.该小组查阅资料后，得知有以下两个反应可以生成氨气：a.氮气与氢气在高温高压下，有铁触媒（催化剂）的条件下产生氨气;b.氯化镂固体和生石灰粉末在加热条件下生成氨气.（1）请你帮该小组同学选择制取氨气的方法：（2）氨气极易溶于水，密度比空气小.根据以上信息和如下图所示装置完成下列空白.6 .一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大；它能跟空气里的氧气迅速反应，生成二氧化氮.现要收集一氧化氮气体，可采用的方法是（）A.向上排空气法B.排水法C.排水法或向上排空气法D.排水法或向下排空气法7 .现代化学对催化剂的作用机理还没有完全弄清楚.大多数情况下，人们认为催化剂与反应物一起参加了化学反应，生成了易分解的中间产物，中间产物分解时，又生成了催化剂本身.已知A、B、C三种不同的物质，将它们混合后产生的两步反应为A+C一AC；B+ACA+BC,接照上述理论推断该反应物的催化剂是（）A.BB.AC.BCD.C8 .高镒酸钾和氯酸钾的混合物充分加热，直到无气体放出后停止加热，则剩余固体中有几种物质（）A.2种B.3种C.4种D.5种9 .质量相等的两份氯酸钾固体，在其中一份中加入少量高镒酸钾，然后分别放在酒精灯上均匀受热，放出氧气的质量（m）随反应时间（t）变化的函数图象（如图），正确的是（a为纯净的氯酸钾，b为加入了高镒酸钾的氯酸钾）（）A.B.C.D.11.如图是实验室制取气体的一些装置，据图回答有关问题.你选择收集氧气的方法是，因为氧气；还可以用法收集，因为氧气；（3）实验室加热高镒酸钾制取氧气（用排水法收集）的主要步骤有：.装入药品检查气密性；收集气体加热；停止加热取出导气管.正确的操作顺序为-A.B.C.D.（4）如果用双氧水制氧气，可用装置B做发生装置，为了能方便地添加双氧水，应增加的一种仪器是.其制取氧气的文字表达式（5）实验室在常温下用块状的电石与水反应制取不溶于水的乙快气体，该反应必须严格控制加水的速度，以免剧烈反应放热发生装置炸裂.你认为图中最适合制取乙快气体的发生装置是；如果用图中装置收集乙快，气体应从（填"a”或"b”）进入.12.医院给病人输氧时用到类似右图所示的装置.关于该装置，下列说法中不正确的是）A. b导管连接供给氧气的钢瓶B. b导管连接病人吸氧气的塑料管C.使用该装置用来观察是否有氧气输出D.使用该装置用来观察氧气输出的速率13 .用高镒酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：试管外壁有水没擦干；加热时试管底部触及灯芯；试管口没放一小团棉花；高镒酸钾的量太多；加热过程中不时移动酒精灯；加热时直接对准药品部分加热；停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤.其中与之不相关的是（）A.B.C.D.14 .下列检查装置气密性实验设计不能达到实验目的是（）15 .如图有多种功能，如收集气体、洗涤气体、贮存气体等.回答下列问题:（1）气体从a端进入集气，该气体必须具有的性质是.（2）气体从b端进入集气，该气体必须具有的性质是.（3）将此装置倒置后，气体从a端进入集气，该气体必须具有的性质是.（4）将此装置倒置后，气体从b端进入集气，该气体必须具有的性质是.（5）装置中预先盛满水，将水排出贮气，气体从端进入.（6）用水将瓶中贮有的气体排出使用，水从端进入.16 .催化剂在生产、生活和科研中有着重要作用.实验室用分解过氧化氢制氧气，常用二氧化锦作催化剂.【提出问题】其它物质能作过氧化氢分解的催化剂吗？【猜想】甲同学认为CuO、Fe2O3可以代替Mno2，因为按物质的简单分类，CU0、Fe2O3>MnO2者K属于-【设计实验】甲同学按下面步骤进行实验：（1）在试管中加入5m1.5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管；（2）用精密的天平准确称量0、5gFe23红色粉末，并将其加入一试管中；（3）在步骤（2）的试管中加入5m1.5%的过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管；（4）待步骤（3）的试管中没有气泡后，进行过滤操作将固体洗净，干燥、称量，得红色固体的质量仍为0、5g.【现象】甲同学观察到步骤（1）中的现象为步骤（3）中带火星的木条复燃.【反思】乙同学认为步骤（4）后还应增加一个实验请写出该实验的步骤和现象【结论】【答案】【猜想】氧化物【现象】带火星的木条不复燃【反思】把步骤4中的0.5g固体放入试管中，加入5m1.5%的过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察到木条复燃【结论】氧化铁可以作为过氧化氢分解反应的催化剂四、课程小结本节课主要学习了氧气的几种实验室制法，以及实验过程中的一些注意事项，尤其是高镒酸钾制氧气的注意事项较多，这也是中考的重点内容.还有高镒酸钾制氧气的实验步骤，氧气的检验及验满都是中考的重点.我们还总结了发生装置和收集装置的选择依据，同学们要会根据反应物的状态和反应条件选择装置过氧化氢制氧气中，除了要掌握实验装置还要掌握催化剂的定义及特点，这类题型也会出现在实验探究题中氧气的工业制法名称是分离液态空气法，属于物理变化，这点考的比较多分解反应的特点是“一变多”同学们要能根据文字表达式判断某一反应是什么反应类型.五、课后作业1.下列关于空气的说法中，错误的是（）A.工业上利用液氧、液氮的沸点不同，从液态空气中分离出氧气，该过程属于物理变化B.空气是一种十分重要的自然资源C.按体积分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%D.若大量有害物质进入空气中，仅靠大自然的自净能力，大气还是能保持洁净2 .实验室用加热高镒酸钾制取氧气大致有以下步骤：a、点燃酒精灯，加热试管；b、检查装置的气密性；c、将高镒酸钾装入试管中，塞上一小团棉花，塞好后固定在铁架台上；d、用排水法收集氧气；e、熄灭酒精灯；f、将导管从水槽中取出.正确的操作顺序是（）A.bscsasdsesfB.csbsasd、esfC.bscsasdsfseD.csbsasd、fse3 .下列关于产生氧气方法的叙述中，错误的是（）A.空气中的氧气主要来自于植物的光合作用B.工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应C.用含有氧元素的物质反应才有可能产生氧气D.实验室常用加热高镒酸钾的方法制取氧气4 .下列关于催化剂的说法正确的是（）A.不使用催化剂化学反应就不能发生B.催化剂是加快化学反应速率的物质C.二氧化镒是所有反应的催化剂D.催化剂反应前后化学性质和质量都不变5 .实验室用高镒酸钾制取氧气的装置中，有关几个“口”的位置错误的是（）A.用排空气法收集时，导管口应插入瓶口B.用向上排空气法收集时，集气瓶口应向上C.试管内的导管口应稍露出胶塞即可D.装药品的试管口应略向下倾斜6.氧气是我们身边常见的物质，以下有关氧气的叙述正确的是（）A.物质与氧气发生的反应都是氧化反应B.鱼、虾等能在水中生存.是由于氧气易溶于水C.木炭能在氧气中燃烧,所以氧气具有可燃性D.物质在氧气中燃烧的反应一定是化合反应7.被称为“绿色氧化剂”的过氧化氢（H2O2）俗称双氧水，是一种无色液体，常用做氧化剂、消毒剂和漂白剂.过氧化氢溶液在二氧化镒做催化剂的条件下能迅速分解，生成氧气.回答下列问题：（1）写出编号所指仪器的名称：;.（2）选用B装置制取氧气，长颈漏斗中应加入的物质是（填名称，下同）；锥形瓶中应放入的物质是.（3）写出利用该方法制取氧气的反应的符号表达式：;在该反应中二氧化镒所起的作用是作用.验满的方法是（4）某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用C装置收集氧气，过了一段时间后,将带火星的木条伸入瓶口、瓶中和瓶底，都未见木条复燃.其原因可能是（5）有一名同学欲用图F装置收集02,则02应从导管口通入.（6）通过查阅资料得知：氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水;氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体.小芳同学加热氯化镂和氢氧化钙的固体混合物制取氨气，她应选择的反应的发生装置是（填字母编号，下同），收集装置是（填字母编号）8 .某同学用加热高镒酸钾的方法制取氧气，并用排水法收集氧气，发现水槽内液体呈紫红色,请分析其中主要原因是（）A.没有预热B.试管口忘了放一团棉花C.导管太粗D.装置的气密性不好9 .小明同学加热氯酸钾制氧气，错把高镒酸钾当作二氧化镒放入氯酸钾内，其结果与只加氯酸钾相比，正确的是（）A.反应速率不变B.生成氧气的质量不变C.反应速率加快，生成氧气的质量不变D.反应速率加快，生成氧气的质量增加10 .加热高镒酸钾制取氧气，当气体刚刚产生时，试管内剩余固体的种类为（）A.2种B.3种C.4种D.5种I1.如图，将过氧化氢溶液滴入瓶中可观察到的现象是（）红墨水f制一过氧化氢充气询气球O0二氧化镜A.气球胀大，红墨水左移B.气球缩小，红墨水右移C.气球缩小，红墨水左移D.气球胀大，红墨水右移12 .某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体并验证气体的性质的实验，请回答:（1）指出仪器名称：.（2）若用高镒酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填字母）.你认为该装置中还缺少.写出该反应的文字表达式（3）若用过氧化氢制取氧气，还需要用到（填物质名称），写出用过氧化氢制氧气的反应的文字表达式（4）用向上排空气法收集氧气，验满的方法是，若用F装置收集该气体，则气体从端进入（填"b”或"c”）.（5）完成细铁丝在氧气中燃烧的探究活动报告.操作步骤：先用砂纸将铁丝磨成光亮的银白色；将铁丝绕成螺旋状是为了在铁丝下端系一根火柴的目的是，点燃火柴杆、将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中.观察到的反应现象是问题分析：用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是13 .下列实验中，能达到实验目的是（）A.比较Mno2和Fe2O3的催化效果B.制取并收集C02气体C.测定空气中氧气的含量D.证明C02的密度比空气大14 .实验室制取CO2有以下步骤：连接好装置；向试管中小心放入几小块石灰石；向试管中小心注入适量稀盐酸；检查装置的气密性；收集产生的气体；用燃烧的木条检验集气瓶是否收集满C02,以上操作按由先至后的顺序排列正确的是（）A.B.C.D.15 .下列关于二氧化碳的说法错误的是（）A.二氧化碳是引起温室效应的主要气体之一B.大气中的二氧化碳是植物进行光合作用必需的物质C.将二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变为红色D.实验室用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳16 .下列所示分别是二氧化碳的制取、干燥、收集和性质检验的装置图，其中正确的是（）17 .实验室制取CO2的有关操作如下图，不正确的是（）A.检查气密性B.制气C.收集D.验满18 .下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是（）A.因为通常情况下二氧化碳密度大于空气.故能用向上排空气法收集B.因为二氧化碳在水中的逸出速率大于溶解速率，故也可用排水法收集C.在发生装置中加入块状石灰石和硫酸D.因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热19 .可用推拉注射器活塞的方法检查图中装置的气密性.如果装置气密性良好，可观察到A.拉活塞时长颈漏斗下端口产生气泡B.推活塞时长颈漏斗下端口产生气泡C.拉活塞时长颈漏斗内有液面上升D.无法判断20 .对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实.如图为实验室用等质量的高镒酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化镒），分别制取氧气的数据分析示意图.下列依据图示信息所得出的分析正确的是（A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料C.加入少量的二氧化镒使氯酸钾产生的氧气质量增加D.反应时间较长的是高镒酸钾21 .跟据实验装置图，回答下列问题：（1）实验室若用排空气法收集氧气可选用装置（用编号回答，下同）；用双氧水制氧气的文字表达式为（2）用高镒酸钾制氧气的实验可选装置；实验时发现水槽中的水变红了，分析其中原因可能是（3）实验室用无水醋酸钠固体和固体碱石灰加热制取甲烷气体.甲烷的密度比空气小，不溶于水.选用装置制备甲烷，收集气体时可选用.（4）右图是某学生设计的一种有洗气、贮气等用途的装置.氢气是难溶于水的气体，当用排水集气法收集氢气时，瓶内先装满水，气体从（填的”或“b"，下同）处导管通入.若要用水将瓶中氢气排出使用，水应从处导管进入.