3.2--制取氧气

•1、氧气有那些化学性质？•2、什么叫化合反应？•3、什么叫氧化反应？•4、写出铁、木炭、蜡烛在氧气中燃烧的化学方程式？复习氧气是我们日常生活中不可缺少的物质，它具有广泛的用途，如急救病人、电氧焊、炼钢等都需要较为纯净的氧气，如何制取氧气呢？3.2制取氧气1、分解过氧化氢（H2O2）[加入二氧化锰(MnO2)]2、加热高锰酸钾（KMnO4）3、加热氯酸钾（KClO3）和二氧化锰(MnO2)的混合物实验室制取氧气的方法：一、实验室制取氧气1、药品•过氧化氢（无色液体）俗名：双氧水•H2O2•二氧化锰（黑色固体）•MnO2•高锰酸钾（暗紫色固体）•KMnO4一、实验室制氧气[观察活动]分解过氧化氢溶液制得氧气1、药品(1)过氧化氢（无色液体）俗名：双氧水H2O2(2)二氧化锰（黑色固体）•MnO2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：向另一试管中，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：木条没有复燃了结论：说明二氧化锰（MnO2）不能产生氧气。步骤三：把二氧化锰加入过氧化氢溶液，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。步骤四：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：二氧化锰（MnO2）仍然起作用使过氧化氢溶液分解迅速产生氧气。分析该反应所用药品的状态和反应条件,以及氧气的物理性质、化学性质，应选择怎样的装置才可以得到一瓶纯净的氧气呢？过氧化氢二氧化锰水+氧气H2O2H2OO2（液体）（固体）氧气的物理性质标准状况下：无色、无味、气体、密度（1.429g/L）大于空气密度（1.293g/L）熔点（-218℃）、沸点（-183℃）不易溶于水。（室温下，1L水中只能溶解30mL氧气）1、实验装置（H2O2）2.收集装置和收集方法向上排空气法排水法(较纯)氧气的密度比空气略大氧气不易溶于水，不与水发生反应(由氧气的密度和溶解性决定)集气瓶玻璃片向上排空气法(较干燥)导管导管水槽集气瓶排水法(较纯)排水法不易溶于水或难溶于水的气体，且不能和水发生反应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气体收集装置实验内容现象推断（1）（2）（3）（4）常温下过氧化氢溶液放出氧气少带火星的木条没有复燃带火星的木条没有复燃二氧化锰不能产生氧气带火星的木条复燃MnO2使过氧化氢在常温时迅速产生氧气带火星的木条复燃MnO2可以重复使用，使新加入的过氧化氢在常温时迅速产生氧气不断加入过氧化氢溶液……实验重复多次，好像二氧化锰永远也用不完。如果在试验前后用精密的天平称量，它的质量没有发生变化。再把它加到过氧化氢溶液中，还可以加速过氧化氢分解……过氧化氢水+氧气二氧化锰H2O2H2O+O2MnO2文字表达式：符号表达式：二氧化锰是否变化了？二氧化锰起什么作用？双氧水分解的文字表达式是什么？加速过氧化氢分解化学式：↑•1、比较上述几个实验，说明过氧化氢在什么条件下分解放出氧气更容易？2、上述实验（4）可以重复多次，发现实验前后二氧化锰的质量没有改变。根据这个事实，你对二氧化锰所起的作用有什么看法？[讨论与交流]加热或用二氧化锰固体催化二氧化锰能促使过氧化氢分解，但它的质量在反应前后没有改变，说明它本身没有分解。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【说明】此反应中，二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，应算作一个反应条件，所以二氧化锰写在箭头的上方。催化作用催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。过氧化氢水+氧气二氧化锰催化剂应掌握•①能改变其它物质的反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢两种含义。•②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。•③催化剂是针对具体反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。•④在某个化学反应中，可以选择不同的物质做为催化剂。如双氧水分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰做催化剂，也可以选择氧化铁做催化剂。氧化铜、硫酸铜溶液、红砖粉等含金属元素的物质也可以做催化剂。生物体中的酶也是一种生物催化剂。练习：1.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C2.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.使用催化剂能改变物质的化学反应速度D.使用催化剂能改变物质的化学反应速率D•汽车尾气催化转换器•汽车尾气中含有一氧化氮和一氧化碳等有害气体，是造成城市空气污染的主要污染源。为了消除这些污染物，许多汽车都安装有催化转换器，利用贵金属（如铂、钯）催化剂，使污染物之间发生化学反应，转变为无毒气体二氧化碳和氮气。知识视窗探究：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：·反应原理：（化学式）•[实验3-5](加热分解高锰酸钾)•步骤：•1、查：检查装置气密性。•2、装：将药品装入试管，放棉花，并塞好单孔塞。•3、定：将试管固定在铁架台上。•4、点：点燃酒精灯，均匀受热后，固定底部加热。•5、收：用排水法收集氧气。•6、离：收集完毕后，先将导管撤离水槽。•7、熄：最后熄灭灯。探究活动：实验室制取氧气谐音记忆：“茶庄定点收利息”（1）怎样检查装置的气密性？根据:不漏气的装置里面的空气受热膨胀，从导管口逸出用手捂住试管,看玻璃管口是否有气泡产生实验装置准备[实验3-5]加热分解高锰酸钾药品：高锰酸钾（暗紫色固体）条件：加热（2）为什么要在试管口要塞一团棉花？为什么试管口要略向下倾斜？在试管口要塞一团棉花以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。试管口要略向下倾斜防止冷凝水回流而使试管炸裂。（3）为什么能用排水法收集氧气？氧气不易溶于水。（4）导气管为什么不直接插入集气瓶？在试管内有空气，要先排完空气才能收集。（1）为什么要先在试管下方来回移动酒精灯火焰热，并用外焰加热？移动是为了先让试管预热,以防局部高温试管爆炸,用外焰加热是因为外焰温度最高。实验操作（2）为什么加热开始所产生的气泡不宜立即收集?刚开始有气泡冒出的是空气,要等气泡均匀冒出是才可以收集到纯净的氧气。实验操作（3）为什么要先将导气管从水槽中移出，再熄灭酒精灯？如果先熄灭酒精灯,试管中的温度降低,压强减小,水沿着导气管进入热的试管,使试管炸裂。实验操作现象：在氧气中燃烧发出白光，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体文字表达式：碳+氧气二氧化碳点燃（4）木炭在氧气中燃烧有何现象？实验操作二、加热高锰酸钾制氧气1、2、实验装置：药品：高锰酸钾（暗紫色固体）条件：加热A__________B_________C__________D_________E___________F_________试管铁架台酒精灯导管集气瓶水槽加热分解高锰酸钾（1）仪器名称:发生装置收集装置ABCDEF三、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？酒精灯试管铁架台橡皮塞导管集气瓶小结：实验室制氧气的反应原理⑵氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热⑴过氧化氢水+氧气(俗称：双氧水)二氧化锰⑶高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热2KClO32KCl+3O2↑MnO2△====2H2O22H2O+O2↑====MnO2上述三个制取氧气的反应有什么共同的特征？与化合反应有什么不同？都是由一种物质生成两种或两种以上其他物质。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑△===分解反应由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。“一变多”AB=A+B分解反应可能是氧化反应吗？基本反应类型硫+氧气二氧化硫点燃铝+氧气氧化铝点燃高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气加热氯酸钾氯化钾+氧气二氧化锰加热化合反应分解反应多变一一变多•概念：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应，叫做分解反应•通式：AB===A+B•特点：由一变多分解反应A+B===AB由多变一恰好与化合反应相反化合反应：工业制氧气•工业上利用廉价而丰富的天然资源——空气作为原料来制取氧气。先使空气液化，再分离液态空气而制取氧气：在低温条件下加压，使空气变为液态空气，然后蒸发。由于液态氮的沸点（－196℃）比液态氧的沸点（－183℃）低，因此氮气首先从液态空气里蒸发出来，剩下的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常是把氧气加压到1.5×107帕，并贮存在蓝色钢瓶中。-------分离液态空气物理变化六、工业制氧气的方法:分离液态空气(无新物质生成，属物理变化)空气液态空气降温加压在-196OC的条件下蒸发液态氮(沸点为-196OC)变蒸气被蒸发出来。液态氧(沸点为-183OC)仍为液体留下来。(注：而实验室制取氧气，有新物质生成，属化学变化)1.下列化学反应中，属于氧化反应的是（），属于化合反应的是（），属于分解反应的是（）A.甲烷+氧气水+二氧化碳B.水氢气+氧气C.氧气+二氧化碳+铜+水碱式碳酸铜D.氯酸钾氯化钾+氧气点燃通电加热二氧化锰ACCBD【课堂练习】2.下列变化属于分解反应的是()A.蒸发食盐水得到水和食盐B.燃烧乙炔生成二氧化碳和水C.加热高锰酸钾D.蒸发液态空气制得氮气和氧气C3.用氯酸钾分解制氧气的必要条件是（）A.加MnO2B.加KMnO4C.隔绝空气D.加热D4.加热氯酸钾与二氧化锰的混合物可制得氧气。下列各图中，与该反应事实最吻合的是()A00005.从安全、环保、节能、简便等方面考虑，实验室制取氧气的最佳方法是()。A.通电使水分解：B.双氧水催化分解：C.加热高锰酸钾分解：D.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物：B2H2O2H2↑+O2↑====通电2KClO32KCl+3O2↑====MnO2△2H2O22H2O+O2↑====MnO22KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑===△6.下列各物质反应后，都能生成氧气，其中最适合潜水艇里供给氧气的反应物是()因为Ｃ：①将人呼出的二氧化碳气体转化为氧气；②不需加热，不需用电，节约能源、操作简便等。A.KClO3B.H2O2C.Na2O2D.H2OC③2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O22KClO32KCl+3O2↑====MnO2△①2H2O22H2O+O2↑====MnO2②2H2O2H2↑+O2↑====通电④