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2013课题3 制取氧气

发布时间:2013-09-17 18:01:52  

课题3

制取氧气

一、实验室制法

实验室制取氧气的方法:
加热高锰酸钾(KMnO4)

分解过氧化氢(H2O2)
加热氯酸钾(KClO3) 分析:三种物质的共同点?

(都含有氧元素)

用高锰酸钾制氧气

实验步骤:
(1)连接装置,检查装置气密性。 (2)装药品(平铺在试管底部,导管口 塞一团棉花,导管略出橡皮塞一点点)。
(使药品受热均匀) (防止加热时高锰酸钾粉末进入导管) (导管出橡皮塞太长不利于气体的排出)

(3).固定试管:试管口应略向下倾斜,铁夹应夹在 试管1/3处。 防止冷凝水倒流至试管底部,炸裂试管 (4)加热:应先预热,然后在药品集中的部位加热。
刚加热时产生的气泡中混有空气,这时的氧气不纯

(5)收集气体:当气泡连续均匀产生时开始收集。

(6)实验结束,撤装置:先把导管移出水面,后熄灭酒精灯。
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

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。 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。

实验2----5
编号 现 象 原 因

(1) (2)

导管口有气泡冒出,集 气瓶中的水下降。 带火星的木条复燃

高锰酸钾分解产生氧气; 氧气不易溶于水,密度比 水小。

氧气支持燃烧

反应原理: 高锰酸钾 加热 锰酸钾 +二氧化锰+氧气

KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2

(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?

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

讨论: 氧气既可以用排水法收集又可以用向上排空 气法收集,说明氧气有哪些性质?
氧气的密度比空气的密度大,且不易溶于水

a
b

气体入口

讨论: 排水法和排空气法的优缺点?

(排水法收集气体纯净但不干燥, 排空气法收集气体干燥但不纯净。)

练习: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










(一)探究:分解过氧化氢(H2O2)溶液制取氧 气的反应中二氧化锰的作用

分析: 说明二氧化锰(MnO2)在反应前后化 学性质未发生改变,仍然能使氧化氢溶液常温下 快速产生氧气。

实验 编号









(1) (2)

过氧化氢溶液在常温下分解缓慢, 木条不能复燃 放出的氧气少。

有气泡冒出, 常温下过氧化氢溶液遇到二氧化锰 (MnO2)时快速产生氧气。 木条复燃

有气泡冒出, 二氧化锰(MnO2)反应前后化学性质 (3) 木条又复燃 未发生改变,仍

然能使氧化氢溶液
常温下快速产生氧气。

结论

常温下二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率, 且反应前后化学性质不变。

文字表达式: 过氧化氢

二氧化锰

水 + 氧气

符号表达式:H2O2

MnO2

H2O + O2

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 发生变化的物质叫催化剂(又叫触媒)。催化剂在化 学反应中所起的作用叫做催化作用。 催化剂的特点 一变:化学反应速率变 二不变:反应前后质量不变、化学性质不变
改变(加快或减慢)反应速率 讨论:(1)催化剂的作用_____________________ 反应速率不同,但生成物质量不变。 (2)不加催化剂的影响_______________________ “一变”、“两不变” (3)催化剂应具备的条件_____________________

(5).小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催 化剂”这一命题,她设计并完成了下表所示的探究实验:

实验操作
实 取5ml5%的过氧化 验 氢溶液于试管中, 一 伸入带火星的木条 实 向盛水的试管加 验 入二氧化锰,伸 二 入带火星的木条 实 向盛过氧化氢溶液 验 于试管中加入二氧 三 化锰,伸入带火星 的木条

实验 现象
木条不 复燃 没有明 显现象 有气泡 产生, 木条复 燃

实验结论或总结 结 论 过氧化氢溶液在常 温下分解缓慢,放 出的氧气少。 水遇二氧化锰不 产生氧气 二氧化锰能加 快过过氧化氢 的分解速率 总结 二氧化 锰是过 氧化氢 分解的 催化剂

(1)请你帮助小丽同学填写上表中未填完的表格; 对比实验。说明过氧化氢 (2)实验一和实验二起的作用是_________________ 溶液在常温下和水遇二氧化锰都不产生氧气。 ____________________________________; (3)小英同学认为仅凭上述实验还不能得出? “总结” 未检验反应后质量和化学性质是否改变。 中的结论,原因____________________________; 于是他补充了两个实验:第一在实验前和实验(洗涤、 干燥、称量)两次称量二氧化锰的质量,其目的是 检验反应后质量是否改变 _____________________;第二是利用实验三反应后 的剩余物继续实验,接下来的实验操作、现象和结 论是________________________________________ 向试管中再加适量过氧化氢溶液,将带火星的木条 ___________________________________________。
伸入试管口,木条复燃。说明二氧化锰化学性质未变

装置选择

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。

固体加热型
反应物都是固体, 反应需要加热

固液不加热型
反应物是固体和 液体的混合物, 反应不需要加热

图一

图二

二氧化锰 氯酸钾 氯化钾 +

氧气 加热 加热 高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰+氧气

若氯酸钾(KClO3)中有少量高锰酸钾, 加热反应速度有何变化?它是催化剂吗?为 什么?

二、工业方法制氧气

——分离液态空气方法

原理:利用液态氧气的沸点比氮气的 沸点低,先蒸发。

属于物理变化。

过氧化氢

二氧化锰

水 + 氧气

氯酸钾
高锰酸钾

二氧化锰 加热 加热

氯化钾 + 氧气

锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气

由一种反应物生成两种或两 分解反应: 种以上其他物质的反应。关键反应物唯一 “一变多”
A

=

B

+

C + D + ……

练习:1.制取氧气时,装药品的大试管口 应 ( C ) (A)朝下 (B)朝上 (C)略向下倾斜 (D)略向上倾斜 2.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(D ) (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

3.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: C A.全正确 B. 全不正确 C. ①②③正确 D.只有①②正确 4.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 B C、不变 D、无法判断

5.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________________________。 6、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: B A、第一份最多 B、第二份最多 C、第三份最多 D、一样多

7.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

B

b

a

8、下列反应属于分解反应的是( D )

A. 硫 + 氧气
B. 石蜡 + 氧气 C. 铁 + 氧气 D. 氧化汞

点燃 点燃 点燃 加热

二氧化硫 二氧化碳 + 水

四氧化三铁

汞 + 氧气

9.下列反应属于分解反应的是( C ) 点燃 A.铁 + 氧气 四氧化三铁 点燃 B.甲烷+氧气 二氧化碳+水 C.高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 D.石蜡 + 氧气 点燃 二氧化碳 + 水


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