制取氧气

课题3制取氧气氧气的实验室制法【思考】我们知道氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以跟很多物质发生反应。那么，在实验中我们用到的这些氧气是如何得到的呢？O2你能想到产生氧气的方法吗？什么样的方法适合我们在实验室制取氧气呢？分解过氧化氢（H2O2）加热氯酸钾（KClO3）加热高锰酸钾（KMnO4）实验室制取氧气的原理：一、实验室分解过氧化氢溶液制取氧气1、药品：过氧化氢溶液（无色透明液体）二氧化锰（黑色粉末）2、反应原理：过氧化氢二氧化锰水+氧气关于制取原料的背景资料过氧化氢（H2O2）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。常温下较浓的溶液会缓慢分解成水和氧气，若与二氧化锰（MnO2）混合，会大大加快反应速度，迅速放出氧气（O2）。3、操作步骤（1）试管中装5%的过氧化氢溶液，不加热，用带火星的木条检验实验现象：无明显现象原因：5%的过氧化氢溶液在常温下几乎不分解3、操作步骤（2）加热试管中5%的过氧化氢溶液，用带火星的木条检验实验现象：有气体产生，带火星的木条复燃原因：微热，过氧化氢溶液分解产生氧气3、操作步骤（3）用试管取少量5%的过氧化氢溶液，加少量二氧化锰，用带火星的木条检验实验现象：有气体产生，带火星的木条复燃原因：二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解简易装置带长颈漏斗的装置带分液漏斗的装置四、分解过氧化氢制取氧气实验装置装置简单可以制取大量气体；可以随时添加液体反应物可以控制液体的滴加速度，从而达到控制反应速率的目的普通漏斗：用于过滤、加液体等。长颈漏斗：向气体发生器中加液体。分液漏斗：带有活塞，用于分离不同液体，也可用于反应时可用于控制反应速率。漏斗：如果想在制气的过程中添加液体，可用。分液漏斗长颈漏斗添加液体控制反应速率。固液不加热型的装置：如果想要控制反应速率，可使用。长颈漏斗分液漏斗使用长颈漏斗时，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。注意×下列两个装置何处不同？哪个有错？为什么？√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排空气法错误操作××排水法收集装置适用范围不与水反应，不易或难溶解于水的气体优点缺点（1）收集的气体较潮湿（2）不如排空气法方便气体收集装置（1）易于收集到较纯净的气体（2）便于观察气体是否已经收集满向上排空气法收集装置适用范围密度比空气大的气体优点（1）收集的气体较干燥（2）操作较为方便缺点（1）较难判断气体是否已经收集满（2）收集到的气体可能不纯净气体收集装置练习1：在实验室制取某种气体时，该气体既能用排水集气法收集，又能用向上排空气法收集。由此可肯定该气体的物理性质中有：(1)________________________，(2)________________________。密度比空气大不易溶于水【例题2】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A3.要收集较纯净的氧气，最好用（）A.排水法B.向上排空气法C.向下排空气法D.排水法或向上排空气法A加快或减慢1、定义：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不变的物质。二、催化剂2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的的作用（加快或减慢化学反应速率）。1、定义：在化学反应中能改变其他物质的化学反应的速率，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催化剂（又叫触媒）。催化剂“一变”：改变其他物质的化学反应速率（改变≠加快）“二不变”：本身的质量和化学性质都没有改变2、特点：一变（化学反应速率）二不变（质量、化学性质）（1）“改变”包括“加快”和“减慢”，不只包括“加快”(2)在化学反应前后，催化剂的“化学性质”不变，其物理性质可能改变(3)在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变，并不是说反应中也不变(4)催化剂不能减少或增加生成物的质量(5)能起催化作用的不仅仅是二氧化锰一种，例如能加速过氧化氢溶液分解的不仅有二氧化锰，还有硫酸铜溶液和红砖粉末。(6)在有些反应中，二氧化锰不是催化剂。1．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Ｃ课堂练习2、下列有关催化剂的叙述正确的是（）A、在化学反应里能加快其他物质的化学反应速率，而本身的质量和性质在反应前后没有改变的物质。B、二氧化锰是催化剂。C、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化学反应前后都没有改变的物质。D、要使过氧化氢溶液分解出氧气，必须要加入二氧化锰，否则就不能发生反应。C练习：3.下列有关催化剂的说法正确的是()A.催化剂就是用来加快化学反应速率的B.二氧化锰是催化剂C.没有二氧化锰的催化，过氧化氢也能分解放出氧气D.催化剂在化学反应前后的性质不变C4.关于催化剂的说法正确的是（）A.使用催化剂可以增加生成物的量B.加入催化剂化学反应速度一定加快C.不使用催化剂物质就不能发生化学反应D.使用催化剂能改变物质的化学反应速度D5.下列关于催化剂的说法正确的是（）DA.用过氧化氢制氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量增加。B.催化剂必须加快其他物质的反应速率。C.二氧化锰只能做催化剂。D.加入催化剂，过氧化氢放出氧气的速率增加6．下列物质中含有氧气的是（）（A）二氧化锰（B）过氧化氢（C）空气（D）高锰酸钾7．下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中，正确的是（）（A）过氧化氢受热后，也不放出氧气（B）要使过氧化氢受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰（C）二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变（D）二氧化锰是一切化学反应的催化剂课堂练习：√√加热高锰酸钾（KMnO4）加热氯酸钾（KClO3）三、实验室加热固体物质制取氧气关于制取原料的背景资料高锰酸钾（KMnO4）俗称灰锰氧或PP粉，紫黑色细小晶体，其溶液为紫红色，是常用的消毒剂，受热很快分解而放出氧气（O2）。3、氯酸钾（KClO3）关于制取原料的背景资料白色晶体，熔点为368℃，400℃时分解放出氧气（O2）。高锰酸钾高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑△固热型装置氯酸钾（和二氧化锰）氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热KClO3KCl＋O2↑MnO2固热型装置△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热型装置发生装置收集装置安装顺序：“先左后右，由下而上”A__________B_________C__________D_________E___________F_________试管铁架台酒精灯导管集气瓶水槽二.实验室制氧的过程1.仪器名称:发生装置收集装置ABCDEF装置要求：2.铁架应夹在试管的中上部3.导气管不宜深入试管太长1.试管口应略微向下倾斜2.实验仪器和实验装置：外焰加热药品平铺夹持在试管的中上部若用高锰酸钾制氧气应在管口塞一团棉花试管口略向下倾斜导管伸出橡皮塞约0.5cm导管只能伸于集气瓶口1、用加热高锰酸钾的方法制取氧气。三.实验装置及操作【仪器组装原则】先下后上，先左后右A__________B_________C__________D_________E___________F________试管铁架台洒精灯导管集气瓶水槽1、指出下列图中各仪器的名称：5、操作步骤(1)检查装置的气密性。(2)向试管内装入药品，塞好带导管的橡皮塞(3)将试管固定在铁架台上，使试管口略向下倾斜(4)集气瓶装满水，倒扣在水槽中(5)点燃酒精灯，均匀预热后再集中在药品部位加热(6)导气管口有连续气泡冒出时再收集气体(7)实验结束，先将导气管从水槽内取出，然后熄灭酒精灯。实验室制氧气的操作步骤（用排水法收集）1、查(检查装置气密性)2、装(把药品装在试管底部)3、定(把试管固定在铁架台上)4、点(点燃酒精灯，先预热，后加热)5、收(收集气体)6、离(把导管移出水槽)7、熄(熄灭酒精灯)可简单归纳为：“茶、庄、定、点、收、利、息”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实验装置的连接原则：从左到右，由下而上。注意：加热高锰酸钾时，试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾进入导管；加热氯酸钾时，试管口不能塞棉花。试管导管酒精灯铁架台水槽集气瓶棉花用加热法制取氧气的整套装置：1、试管口要略向下倾斜防止冷凝水回流，使试管底部炸裂2、导管伸入试管中要稍露出橡皮塞即可有利于产生气体的排出3、用排空气法收集气体时，导管应接近集气瓶的底部有利于集气瓶中空气的排出，使收集的气体更纯4、有连续的气泡产生时再收集气体刚加热时被排出的气体是空气,会导致收集的气体不纯5、实验结束后,先撤导管,后移酒精灯防止水槽中的水倒流入试管,使试管炸裂6、收集满的氧气,应正放在桌面上，并用毛玻璃片盖上氧气密度比空气大5、验满方法氧气的验满：用带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，证明氧气已经收集满。氧气的检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，证明瓶内是氧气。五、氧气的检验和验满1.检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，看是否复燃2.验满：用带火星的木条伸到集气瓶口，看是否复燃带火星的木条制取氧气四、实验室制取氧气应注意的事项(1)药品要平铺在试管底部均匀受热。(2)试管口要略向下倾斜，防止药品中湿存的水分受热变成水蒸气，遇冷成水倒流到试管底部，使试管炸裂。(3)铁架台要夹在试管的中上部。(4)试管内的导管要伸入胶塞即可，便于气体导出。(5)集气瓶充满水后要倒放在水槽中，瓶口要在水面下。(6)加热时要先使试管受热均匀，，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。(7)用排水法收集气体时，要注意气泡均匀连续放出后再收集，否则收集的气体中混有空气。(8)停止加热时，应先把导管从水里撤出，再撤掉酒精灯。(9)用高锰酸钾制取氧气，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。(10)盛氧气的集气瓶应该上玻璃片，正方，因为氧气的密度大于空气的密度，正方可减少气体逸散。O2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。O2制取氧气54321761、要用酒精灯的外焰对准药品部位加热，加热前先对试管进行预热。54321762、药品要平铺在试管底部，均匀受热。54321763、铁夹要夹在离试管口的中上部处。54321764、试管口放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。54321765、试管内的导管稍微露出橡皮塞即可，便于气体排出。54321766、试管口略向下倾斜有些固体试剂受热往往会产生水蒸气，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。54321767、用排水法收集时，导管伸到瓶口处既可，当导管口出现连续、均匀的气泡时才可以收集（刚开始出来的是受热膨胀的空气，会使收集的气体不纯）54321768、停止加热时，先把导管从水槽中撤离出来，再熄灭酒精灯，防止水槽里的水倒流到试管底部，导致试管炸裂。五、化合反应与分解反应1、化合反应概念：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应特点：多合一形式：A+BAB碳+氧气二氧化碳点燃硫+氧气二氧化硫点燃磷+氧气五氧化二磷碳点燃铁+氧气四氧化三铁点燃生石灰+水氢氧化钙五、化合反应与分解反应2、分解反应概念：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。特点：一变多形式：ABA+B过氧化氢水+氧气二氧化锰高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热六、氧气的工业制法：分离液态空气法空气降温加压液态空气氮气液态氧蒸发-196ºC~-183