课程信息

 

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

1、了解制取和收集氧气的实验原理，初步掌握制备氧气的实验技能。

2、培养学生观察、实验的能力。

 

二. 重点、难点：

氧气的实验室制法。

 

［教学程序］

3.2 制取氧气

前面做实验我们用到的氧气是在实验室制取的。

一、氧气的实验室制法

1、用过氧化氢溶液制氧气   

  问题：怎么用分解过氧化氢溶液的方法制备氧气？

  实验与事实

  ［实验］用约10%的过氧化氢溶液做下列3个实验（图1）：

  （1）用量筒量取4mL溶液加入试管中，将带火星的木条伸入试管的上部，结果怎么样？［图1（a）］

  （2）再量取4mL溶液加入另一支试管，用药匙加入少量二氧化锰，也将带火星的木条伸进试管口，又有什么现象发生？［图1（b）］

  （3）待实验（2）的试管内的液体不再放出气泡时，重新加入3mL过氧化氢溶液，结果怎样？［图1（c）］

图1  制备氧气的实验

试将观察到的现象填入下表，并作分析比较和推断。

实验编号

观察到的现象

推断

（1）

带火星的木条不会复燃

 

（2）

 

 

（3）

 

 

催化剂：在化学反应里，能改变其它物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质。

催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

图2  汽车尾气催化转换器

过氧化氢水 ＋ 氧气

H2O2              H2O     O2

2、用高锰酸钾制氧气

高锰酸钾锰酸钾 ＋ 二氧化锰 ＋ 氧气

KMnO4       K2MnO4     MnO2       O2↑

分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。

制氧气的步骤：

①操作：

先检查装置的气密性；

导管口有气泡为不漏气

试管里装入高锰酸钾，管口要放一块棉花，并固定在铁架台上；

集气瓶装满水，倒放在水槽里；

先均匀加热试管，再集中于药品部位加热；

当气泡连续均匀冒出时，收集氧气；

当瓶口边缘冒出气泡时，即收集满。

图4

实验完毕，先从水槽中拿出导管，然后再熄灭酒精灯。

安装：试管口略向下倾斜；

    铁夹夹在试管的中上部

装置图

②收集方法：排水集气法、向上排空气法

③鉴定：将带火星的木条伸入瓶内，木条复燃。

④验满：将带火星的木条放在瓶口，木条复燃。

3、用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气

2KClO32KCl＋3O2↑

 

二、氧气的工业制法

图7

空气液态空气氮气氧气

（液氮的沸点－196℃，液氧的沸点－183℃）

 

【典型例题】

下图是实验室用高锰酸钾制氧气的装置图。指出图中的三处错误，并改正。

答案：

（1）试管口没有略向下倾斜    使试管口略向下倾斜

（2）棉花没有放在试管口部    棉花应放在试管口部

（3）酒精灯下没有垫木块      酒精灯下应垫木块

 

【模拟试题】

一. 选择题（每小题只有一个选项符合题意）

  1. 使用排水集气法收集氧气的原因是（    ）

A. 氧气的密度比空气大   B. 氧气跟水起反应

C. 氧气不易溶于水      D. 氧气易溶于水

  2. 加热氯酸钾制氧气时，不加入二氧化锰，其结果是（    ）

    A. 不放出氧气                B. 放出氧气的速度慢

    C. 放出氧气的总量会减少      D. 放出氧气的总量增多

 

二. 选择题（每小题有1~2个选项符合题意）

1. 下列反应属于分解反应的是（    ）

2. 加热下列物质，不能得到氧气的是（    ）

A. 高锰酸钾    B. 氯酸钾     C. 二氧化锰     D. 碱式碳酸铜

 

三. 填空题：

1. 实验室收集氧气可用_____或______法。欲收集不混有空气的氧气应采用_______法；欲收集较干燥的氧气应采用_______法。

2. 写出实验室制氧气的文字表达式：

（1）___________________ ______________________

（2）__________________________________________

上述两个反应属于______反应，工业上制氧气属于_________变化。

3. 用高锰酸钾制氧气时，要在试管内靠近试管口处塞一小团棉花，其作用是_______。

 

四. 实验题：

1. 实验室制取氧气时，主要分为以下8步，请你按操作顺序将序号（阿拉伯数字）填在括号内：

第（   ）步：给试管加热； 

第（   ）步：检查装置的气密性；

    第（   ）步：用铁架台上的铁夹把试管固定在铁架台上；

    第（   ）步：将氯酸钾和二氧化锰放入试管中，用带导管的胶塞塞紧试管口；

    第（   ）步：用排水集气法收集一瓶氧气   

第（   ）步：用灯帽盖灭酒精灯；

第（   ）步：用盛满水的集气瓶连同玻片倒立在水槽内；

    第（   ）步：将导管从水槽中移出来。

2. 如果用排空气法收集氧气，如何证明集气瓶里已集满了氧气？

 

【试题答案】

一. 1. C，2. B

 

二. 1. AC，2. CD

 

三. 1. 排水法    向上排空气    排水    向上排气

2. （1）氯酸钾氯化钾＋氧气

分解     物理

3. 防止高锰酸钾粉末受热时随气流进入导管而堵塞

 

四. 1. 5 1 3 2 6 8 4 7

2. 用一根带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，就证明集气瓶里已集满了氧气。