第二单元我们周围的空气课题3制取氧气 思考1：我们知道氧气有许多用途，那么我们如何制取氧气呢？一、实验室制取氧气常用药品及其颜色过氧化氢溶液H2O2（无色液体）高锰酸钾KMnO4（紫黑色固体）氯酸钾KClO3（白色固体）二氧化锰MnO2（黑色固体） 分解过氧化氢（H2O2）加热氯酸钾（KClO3）加热高锰酸钾（KMnO4）实验室制取氧气的方法： 步骤一：在常温下，把带火星的木条伸入过氧化氢溶液的试管，观察木条是否复燃？现象：木条不能复燃，结论：说明常温下放出氧气少。探究：过氧化氢（H2O2）溶液制取氧气 步骤二：向上述试管中，加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。现象：木条复燃了结论：说明在常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰（MnO2）时迅速产生氧气。 步骤三：反应停止后，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。现象：木条复燃了结论：说明二氧化锰（MnO2）仍然起作用时产生氧气。催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。催化剂的特点一变：化学反应速率变二不变：质量不变、化学性质不变 催化剂举例汽车排气管中的铂钯(boba)催化剂，可以催化NO和CO生成CO2和N2 过氧化氢水+氧气二氧化锰H2O2H2O+O2MnO2文字表达式：符号表达式： b、催化剂及其催化作用：催化剂(触媒)：像这种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变的物质。催化剂在反应中起的作用叫催化作用。思考：1.有了催化剂是否可以使生成物质量增加呢？2.没有催化剂反应能否进行呢？3.在反应进行过程中催化剂参与反应吗？4.MnO2是催化剂，这种说法对吗？思考：是否可用其他的物质代替二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂，阅读课本P38加快或者减慢 第二课时课题3制取氧气课题3制取氧气活动与探究 课题3回顾催化剂的练习某同学将H2O2与氧化铁粉末混合，发现有大量气泡产生,他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂，氧化铁能否作为H2O2分解的催化剂？请一起参与探究。【猜想】氧化铁能作为H2O2分解的催化剂。【实验验证】甲同学设计了三个实验：实验一：取一定量的H2O2溶液于试管中，观察到有极少量的气泡产生，伸入带火星的木条，木条不复燃，说明H2O2溶液常温下缓慢分解。实验二：在实验一的试管中加入Wg氧化铁粉末，朋大量气泡产生，然后伸入带火星的木条，木条复燃，说明实验三：待反应结束后，将试管里的不溶物滤出，并洗涤，干燥，称量，固体质量仍为Wg。说明氧化铁可以加快H2O2分解的分解速率反应前后氧化铁的质量保持不变 课题3回顾催化剂的练习【实验结论】甲同学认为氧化铁粉末可以作为H2O2分解的催化剂。【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确，仅做这三个实验还不充分，需再补充一个探究实验，探究【拓展】下表是丙同学探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据，通过对数据的分析，你能得出的结论是：用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间加入WgMnO20.20.82.0加入Wg氧化铁7.09.016.0浓度催化剂时间(min)5%H2O2溶液15%H2O2溶液30%H2O2溶液反应前后氧化铁的化学性质是否改变(有新物质生成)相同条件下,MnO2的催化效果比氧化铁好(浓度大,反应快) 探究：用高锰酸钾制氧气高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热KMnO4K2MnO4+MnO2+O2加热文字表达式符号表达式为什么呢？防止加热时高锰酸钾粉末进入导管 活动与探究活动与探究棉花1、制取氧气讨论：（1）如图装置中，请说出用了哪些仪器和有什么不同？试管酒精灯铁架台导管水槽集气瓶氯酸钾制氧气高锰酸钾制氧气 （2）哪部分是气体发生装置，哪部分是气体收集装置？收集装置收集装置发生装置发生装置（3）如何检查气体发生装置的气密性？【原理】升高温度，使试管内空气受热膨胀。（4）为什么可以用排水法收集氧气？【原理】氧气不易溶于水（氧气的物理性质）活动与探究 活动与探究【思考】实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气。如何将仪器组装成一套合理的实验装置呢？【仪器组装原则】先下后上，先左后右实验：（1）检查装置的气密性（只有不漏气才能进行实验）讨论：①为什么说有气泡冒出，证明装置不漏气？空气受热膨胀，有空气从导管口逸出②如果装置的气密性很好，在导管移出水面之前松开手，会有什么现象发生？如果装置的气密性很好，用手紧握时，水下的导管口会出现气泡，松开手后，少量水会进入导管或试管。 活动与探究（2）装药品、固定试管讨论：①为什么要在试管口放一团棉花？可以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。②为什么试管口要略向下倾斜？为了防止凝结的水回流到热的试管底部使试管炸裂。（3）集气瓶盛满水（4）试管加热讨论：加热试管要注意什么？先使酒精灯外焰在试管下方来回移动，使试管受热均匀（预热），然后再加热试剂所在部位。另试管外壁不能有水。 活动与探究（5）收集气体讨论：①导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集？因为开始冒出的气泡是空气②什么时候开始收集？当气泡连续而均匀地放出时，开始收集氧气③收集满氧气的集气瓶为什么要正立放在桌面上？因为氧气的密度比空气的密度大，倒放会使氧气从瓶口与玻璃片的缝隙中跑掉④如何检验收集到的是氧气？将一支带火星的木条伸进集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。⑤如果用向上排空气法收集氧气，如何验满？将一支带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，证明已集满。 （6）停止加热，移导管活动与探究讨论：①如果先熄灭酒精灯，可能会造成什么后果？可能由于降温，管内压强减小，水被吸入试管，造成试管炸裂。②如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？用排空气法收集，时间不够；用排水法收集，开始时集气瓶中没有装满水；用排水法收集，没等到气泡连续均匀放出时就开始收集，原试管内空气进入集气瓶；等等。 活动与探究谁能小结用高锰酸钾制氧实验步骤？1、检查装置气密性2、装药品,塞棉花,塞带导管的塞子3、固定装置在铁架台上,准备集气瓶4、点燃酒精灯给试管加热5、收集氧气6、把导管移离水槽7、熄灭酒精灯,停止加热下面我们将亲自体验制取氧气并收集氧气，再用氧气试验氧气的化学性质 活动与探究操作步骤操作方法及注意事项检查装置气密性将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有手泡放出，证明装置不漏气。否则，应塞紧或更换橡皮塞药品装入试管按固体药品的取用方法，取少量高锰酸钾装入试管，平铺在试管底部，管口塞一团棉花，防固体颗粒随氧气排出进入水槽或堵塞导管将试管固定在铁架台上点燃酒精灯加热先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热排水法收集氧气集气瓶内装满水，不留空气泡，当导管口产生连续气泡时才开始收集，瓶中水排尽，瓶颈氧气集满收集完毕导管撤离水槽熄灭酒精灯当导管撤离水槽后才能熄灭酒精灯，否则水会倒流入试管，使试管炸裂铁夹夹在距试管口1/3处，试管口略向下倾斜导管不离开水槽不能熄灭酒精灯 氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热KClO3KCl+O2MnO2加热文字表达式符号表达式 探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰（MnO2）制取氧气（1）在上图所示装置中，使用了哪些仪器？（2）哪部分是气体发生装置，哪部分是气体收集装置？ 实验室制氧气的操作步骤（用排水法收集）1、查(装置气密性)2、装(装药品在试管中,塞紧单孔塞)3、定(固定试管在铁架台上)（同时准备好收集氧气的集气瓶）4、点(酒精灯加热药品)5、收(收集气体)6、移(导管出水槽)7、熄(灭酒精灯)可简单归纳为：“茶、庄、定、点、收、利、息” 讨论：讨论：过氧化氢制氧气和氯酸钾制氧气的发生装置能否相同？ 反应物都是固体，反应需要加热反应物是固体和液体的混合物，反应不需要加热固液不加热型固固加热型 气体收集装置排水法不易溶于水或难溶于水的气体向上排空气法密度比空气大的气体向下排空气法密度比空气小的气体 固液不加热型使用长颈漏斗时，长颈漏斗的末端必须插入液体中，防止生成的气体从长颈漏斗口逸出，所以必须液封。 （1）连接装置，检查装置气密性。实验步骤是：连接装置（从左到右，自下而上）检查气密性的方法：先将导管一端伸入水中，然后用手紧握试管，观察导管口有没有气泡冒出或冷却后导管内能否形成一段水柱。 （1）连接装置，检查装置气密性。实验步骤：（2）装药品，固定装置（3）加热（4）收集气体（5）先把导管移出水面，后熄灭酒精灯。 如何检验收集到的是氧气？将一支带火星的木条伸进集气瓶内，若木条复燃，证明是氧气。将一支带火星的木条伸到集气瓶口，若木条复燃，证明已集满。用向上排空气法收集氧气，如何验满？ 探究：加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰（MnO2）制取氧气编号现象原因（1）导管口有气泡冒出，并较快收集到一瓶气体氯酸钾分解产生氧气；氧气不易溶于水（2）带火星的木条复燃氧气支持燃烧 1、药品平铺在试管底部3、导管伸入试管不能太长实验中应该注意哪些事项？实验中应该注意哪些事项？2、铁夹夹在离试管口1/3处原因：不利于气体的排出（使药品受热均匀） 4、试管口略向下倾斜5、用酒精灯的外焰先均匀预热,再集中在有药品的部位集中加热,6、等有连续的气泡产生时再收集原因：防止冷凝水倒流至试管底部,炸裂试管原因：刚加热时产生的气泡中混有空气,这时的气体不纯 7、实验完毕,先撤导管,后移酒精灯8、收集满的氧气,应正放在桌面上，并用毛玻璃片盖上原因：防止试管冷却后,水槽内的水沿导管上升,进入试管,使试管炸裂原因：氧气密度空气略大 过氧化氢水+氧气二氧化锰氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。“一变多”A=B+C+···分解反应： 二、氧气的工业制法：分离液态空气法（物理变化）空气降温加压液态空气贮在天蓝色钢瓶中氮气液态氧蒸发-196ºC~-183ºC1.5×107Pa根据液态氮与液态氧的沸点不同。 活动与探究2、氧气的性质（1）木炭在氧气里燃烧碳+氧气二氧化碳点燃（2）铁丝在氧气里燃烧铁+氧气四氧化三铁点燃现象：木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种使澄清石灰水变浑浊的无色气体。现象：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成一种黑色固体。注意：1、由瓶口向下缓慢插入，不要靠近瓶壁。2、在做铁丝实验时，要在瓶内放少量水或细沙。 学生练习2、改正制氧中的错误3、气密性的检验练习4、写出下列反应的文字表达式：（1）加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气（2）加热高锰酸钾制氧气（3）用双氧水和二氧化锰制氧气1、了解氧气的工业制法 试管口要略低于试管底部。（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。）试管内的导管稍微露出橡皮塞即可，（便于气体的排出。）铁夹应夹在离试管口约1/3处要用酒精灯火焰的外焰对准药品部位加热管口要放一团棉花易出错的地方学生练习 随堂检测1．工业上制取大量氧气的方法是（）（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（）（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ＣＣ ３．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（）（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ＣＤ 5.某同学设计了4种制氧气的方案：①用氯酸钾和二氧化锰共热；②使高锰酸钾受热；③用高锰酸钾和氯酸钾共热；④使二氧化锰受热.判断这四种方法：A.全正确B.全不正确C.①②③正确D.只有①②正确6.实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气，反应前后二氧化锰在固体混合物中质量分数是：A、由大到小B、由小到大C、不变D、无法判断ＣB 7.在高锰酸钾分解制氧气的反应中，二氧化锰是________物。在氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气时，氯酸钾是________物,二氧化锰是_____，若不加二氧化锰，则氯酸钾分解反应将_____，若将高锰酸钾加入氯酸钾，则反应______，这是因为________________________。8、三份质量相等的氯酸钾固体。第一份中加入少量二氧化锰，第二份中加入少量高锰酸钾，第三份不加任何物质。给它们分别加热完全分解，放出氧气的量：A、第一份最多B、第二份最多C、第三份最多D、一样多B 9、下图是实验室用高锰酸钾制取和收集氧气的装置图，指出其中的五处错误②③④①⑤ 10.医院给病人输氧时用到类似下图所示的装置。关于该装置，下列说法不正确的是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．使用该装置来观测是否有氧气输出D．使用该装置用来观测氧气输出的速率abB 11.实验室制取氧气大致可分为下列步骤：①点燃酒精灯，加热试管.②检查装置的气密性.③将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上.④用排水法收集氧气.⑤熄灭酒精灯.⑥将导管从水槽中取出.正确的操作顺序为___________________.②③①④⑥⑤ ④过氧化钠+二氧化碳     碳酸钠+氧气等等.现在潜水员想选择其中的一种作为潜水艇中氧气中的来源，你认为应该选择哪一个？为什么？（至少要阐明三条不同的理由）制取氧气的途径有多种，如①水氢气+氧气通电②氯酸钾氯化钾+氧气△③氧化汞汞+氧气△ 氧气的检验和验满方法检验：带火星的木条伸入瓶中，观察是否复燃。验满：带火星的木条放在瓶口,观察是否复燃。 A__________B_________C__________D_________E___________F_________试管铁架台酒精灯导管集气瓶水槽练习 2、下列反应属于分解反应的是（）A.B.C.D.硫＋氧气二氧化硫点燃铁＋氧气四氧化三铁点燃石蜡+氧气二氧化碳+水点燃氧化汞汞+氧气加热D 3、在化学反应中，催化剂（）A.质量减少B.在化学反应后化学性质发生了变化C.质量增加D.能改变化学反应的速率D 学生练习小结：学完本课题你应该知道作业：P424、51、在化学反应中，一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。2、实验室里可用分解难过氧化氢溶液、加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。3、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没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在生产中有重要应用。 小结实验实验装置选择（发生装置和收集装置）：发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件适用于：（过氧化氢）反应物为固态和液态，反应不需加热.适用于：（高锰酸钾，氯酸钾）反应物为固态，反应需加热. 收集装置的选择依据：气体的溶解性，气体的密度。排水法适用于（氧气）气体难溶于水或不易溶于水，且不与水反应排水法优点:1、收集的气体较纯2、便于观察气体是否已收集满向下排空气法适用于：气体的密度比空气小，且不与空气中任何成分反应向上排空气法适用于（氧气）气体的密度比空气大，且不与空气中任何成分反应排空气法优点:1、收集的气体干燥2、操作方便小结实验