科粵版九年級上冊化學(xué)教案 3

第三章維持生命之氣——氧氣

3.2制取氧氣

"藜學(xué)??

一、知識與技能

1.了解催化劑的概念，知道二氧化鎰在分解過氧化氫反應(yīng)中的催化作用。

2.理解分解反應(yīng)的定義及其與化合反應(yīng)的區(qū)別。

3.掌握實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理、儀器裝置、收集方法、檢驗及操作注意

事項，了解工業(yè)上制取氧氣的方法和原理。

4.掌握根據(jù)已知的化學(xué)式，計算物質(zhì)的相對分子質(zhì)量、元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

二、過程和方法

初步培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力和思維能力。初步培養(yǎng)學(xué)生分析、

對比和遷移知識的能力。

三、情感、態(tài)度與價值觀

初步懂得用實驗來探究物質(zhì)性質(zhì)和制備的科學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)的好奇

心和探究欲，發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

建學(xué)陶

實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理和操作方法，分解反應(yīng)。

蓼學(xué)斜圖

對催化劑和二氧化鎰在分解過氧化氫反應(yīng)中所起催化作用的理解。

邀課?Q

上一節(jié)課，我們探究了氧氣的化學(xué)性質(zhì)，氧氣有哪些化學(xué)性質(zhì)？（引導(dǎo)學(xué)生回

答）。我們在探究氧氣的化學(xué)性質(zhì)時，使用了許多瓶氧氣，有誰能告訴老師，這

些氧氣是怎樣制得的呢？（停頓一會兒，讓學(xué)生回答）下面我們就來探究氧氣的實

驗室制法，并學(xué)習(xí)一些相關(guān)的化學(xué)知識。

過超

i.實驗室制氧氣

百

這些氧氣用什么來制取呢？

制取氧氣首先要選擇含氧的物質(zhì)。

1.實驗室常用過氧化氫溶液或加熱高鎰酸鉀制取氧氣。

2.工業(yè)上常用分離液態(tài)空氣的方法制取大量氧氣。

(1)實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣

一氧化鎰?..

過氧化氫----------水+氧氣

H()H,()(為

①反應(yīng)原理:22

實驗探究：

實驗編號觀察到的現(xiàn)象結(jié)論

出現(xiàn)少量氣泡，帶火星木條沒有明顯現(xiàn)

A緩慢產(chǎn)生氧氣

象

B出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

C出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

過氧化氫溶液在通常條件下能非常緩慢地放出氧氣，在加熱或加入二氧化鎰

等物質(zhì)后會迅速地放出氧氣。

②用過氧化氫溶液制取氧氣的裝置

甲乙丙

實驗室制取氧氣的裝置包括：氣體的發(fā)生裝置(如圖甲所示)和氣體的收集裝

置(如圖乙和丙所示)。用過氧化氫溶液和二氧化鎰制取氧氣，是固體與液體不需

加熱就能進行反應(yīng)，選圖甲作發(fā)生裝置；收集裝置選擇乙(排水法)、丙(向上排

空氣法)。

③操作步驟

操作步驟可簡記為：查一裝一定一收。也可用諧音“茶莊訂售”來協(xié)助記憶。

“查”：連接裝置，檢查其氣密性；

“裝”：將少量二氧化鎰一適量過氧化氫溶液依次裝入試管，用帶導(dǎo)管的單

孔橡皮塞塞緊試管；

“定”：將試管固定在鐵架臺上；

“收”：收集氧氣。

(2)實驗室用高鎰酸鉀、氯酸鉀制取氧氣

①反應(yīng)原理

高鎰酸鉀=*鎰酸鉀+二氧化鎰+氧氣

KMn(%K2Mn().Mn()2()2

一氫W

氯酸鉀二氯化鉀+氧氣

加熱

KC1()3KC1()2

②用高鎰酸鉀制取氧氣的裝置

甲乙丙

實驗室用高鎰酸鉀制取氧氣，是固體在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng)，選圖甲作

發(fā)生裝置（與用過氧化氫溶液和二氧化鎰制取氧氣選取裝置不同）；收集裝置選擇

乙（排水法）或丙（向上排空氣法）。

③操作步驟

用高鎰酸鉀制取氧氣，并用排水法收集，其實驗操作步驟可簡記為：查一裝

一定一點一收一離一熄。也可用諧音“茶莊定點收利息”來協(xié)助記憶。

“查”：連接裝置，檢查其氣密性；

“裝”：將適量高鎰酸鉀裝入試管，在試管口放一團棉花，用帶導(dǎo)管的單孔

橡皮塞塞緊試管；

“定”：將試管口略向下傾斜，試管固定在鐵架臺上，鐵夾夾在距試管口

1/3左右處；

“點”：點燃酒精燈一預(yù)熱一對藥品進行加熱；

“收”：在導(dǎo)氣管口冒出的氣泡均勻且連續(xù)時，收集氧氣；

“離”：收集完氧氣后，將導(dǎo)氣管從水槽中移出；

“熄”：熄滅酒精燈。

棉花作用：防止藥品被沖入導(dǎo)管內(nèi)，阻塞導(dǎo)管。

2.催化劑與催化作用

（1）催化劑的概念：在化學(xué)反應(yīng)里，能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率，而本身的

質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。

（2）催化作用：催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用。

實驗探究：

bib2b3b4b5

B

A

過氧化氫

溶液

c

帶有火星重新加入

氧化的木條it嘉化:a

C1c2C3C4C5

實驗編號觀察到的現(xiàn)象結(jié)論

出現(xiàn)少量氣泡，帶火星木條沒有

A緩慢產(chǎn)生氧氣

明顯現(xiàn)象

bl—b2一

出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

Bb3

b4-b5出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

cl_fc2f

出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

Cc3

c4一c5出現(xiàn)大量氣泡，帶火星木條復(fù)燃快速產(chǎn)生氧氣

很有趣哦！若不斷地向試管中加入過氧化氫溶液，反應(yīng)會不斷地進行下去,

發(fā)像二氧化鎰永遠用不完。而且如果在實驗前準(zhǔn)確地稱出二氧化鎰的質(zhì)量，實驗

后將二氧化鎰回收、干燥、再稱量，會發(fā)現(xiàn)它的質(zhì)量沒有改變。

①催化劑可簡單地理解為“一變二不變"?！耙蛔儭笔侵改芨淖兤渌镔|(zhì)的

化學(xué)反應(yīng)速率，這里的“改變”包括“加快”或“減慢”兩種含義；“二不變”

是指本身的“質(zhì)量”和“化學(xué)性質(zhì)”在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有改變，但是物理性質(zhì)

可能改變。

②催化劑是針對具體的反應(yīng)而言的，如二氧化鎰在過氧化氫分解制取氧氣時,

能夠起催化作用，是催化劑；但二氧化鎰不是所有化學(xué)反應(yīng)的催化劑，如二氧化

鎰在高鎰酸鉀制取氧氣的反應(yīng)中是生成物。

③在某個化學(xué)反應(yīng)中，可以選擇不同的物質(zhì)作為催化劑。如利用過氧化氫分

解制取氧氣時，既可以選擇二氧化鎰作為催化劑，也可以選擇氧化鐵、硫酸銅溶

液及紅磚粉末等作催化劑。

④催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，并不能增加生成物的質(zhì)量。

⑤在化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的物理性質(zhì)可能發(fā)生了變化，但可以重復(fù)使用。

⑥催化劑參加了化學(xué)反應(yīng)，既不是反應(yīng)物也不是生成物，應(yīng)算作反應(yīng)條件，

故寫反應(yīng)表達式時放在箭頭的上方，如過氧化氫加維水+氧氣。

3.分解反應(yīng)

(1)定義：由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)叫做分解反應(yīng)。

(2)特征：“多變一”，可用通式：AB-A+B表示。

4.工業(yè)制氧氣

(1)分離液態(tài)空氣制取氧氣

①操作過程：

二苑上氮氣

空氣液態(tài)空氣(約—200。。升溫醫(yī)萋＜

-183℃

②分離液態(tài)空氣制取氧氣的微觀解釋

??氮氣

小貼士：液氮的沸點一196℃,液氧的沸點一183液氧存放于藍色鋼瓶

里。

(2)膜分離技術(shù)制取氧氣

操作過程：空氣富氧廛含氧氣較多的富氧空氣笠級至邕含氧90%以上的富

氧空氣。

空氣是一種混合物，工業(yè)上以空氣為原料制取氧氣的本質(zhì)就是將氧氣與空氣

中的其他成分分離開來，并沒有生成新的物質(zhì)，發(fā)生的是物理變化，不是分解反

應(yīng)。

5.裝置氣密性的檢查

裝置的連接和裝置氣密性的檢查是保證成功制取氣體的前提。

檢查裝置氣密性的原理是：通過氣體發(fā)生器與附設(shè)的液體構(gòu)成封閉體系，依

據(jù)改變體系內(nèi)的壓強所產(chǎn)生的現(xiàn)象(如氣泡的產(chǎn)生、水柱的形成或上升、液面的

下降與升高等)來判斷氣密性的好壞。根據(jù)制取氣體裝置的不同，檢查裝置氣密

性的方法主要有：

(1)空氣熱脹冷縮法：如下圖所示，此裝置的檢驗方法是：連接好裝置，把

導(dǎo)管的一端浸入水中，用手緊握試管外壁，導(dǎo)管口若有氣泡冒出，并且當(dāng)松開手

后，水又回升到導(dǎo)管中形成一段水柱，則證明該裝置的氣密性是良好的。

導(dǎo)氣管剛露出橡皮塞

(2)注水法：如下圖所示，連接好裝置，將止水夾夾在膠皮管處，從長頸漏

斗注水，一段時間后，液面不下降，說明裝置氣密性好。

剛露出

橡皮塞

6.氧氣的檢驗和驗滿

(1)氧氣的檢驗就是根據(jù)氧氣的特性，把帶火星的木條插入集氣瓶中，根據(jù)

帶火星的木條復(fù)燃來進行確定。

(2)氧氣的驗滿是判斷集氣瓶內(nèi)是否已經(jīng)收集滿氧氣。收集方法不同驗滿的

方法也不同：用排水法收集氧氣驗滿方法把集氣瓶扶正，瓶口逸出氣泡一已收集

滿；向上排空氣法收集氧氣驗滿方法把帶火星的木條放在集氣瓶口，帶火星木條

復(fù)燃一已收集滿。

氧氣的檢驗和驗滿都用帶火星的木條,但放到的位置不同:檢驗一插入瓶中;

驗滿一放在瓶口。

7.分解反應(yīng)與化合反應(yīng)的關(guān)系

分解反應(yīng)和化合反應(yīng)都屬于基本反應(yīng)類型，它們是一對相反的過程。判斷、

區(qū)分抓特征。

區(qū)別聯(lián)系

化合反應(yīng)“多變一”，一種生成物都屬于反應(yīng)基本類型，兩者是

分解反應(yīng)“一變多”，一種反應(yīng)物并列的關(guān)系，互不從屬

明確化學(xué)反應(yīng)的分類依據(jù)，理解化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、氧化反應(yīng)的概念，明

晰它們之間的關(guān)系。

8.實驗室制取氧氣時如何選擇裝置

實驗室通常用過氧化氫溶液、加熱高鎰酸鉀的方法來制取氧氣。由于反應(yīng)物

狀態(tài)的不同和反應(yīng)條件的不同，就決定了反應(yīng)發(fā)生裝置不同。

（1）實驗室常用制取氧氣的發(fā)生裝置有兩類：固液（或液液）常溫（不加熱）型

裝置（如圖AB所示）和固體加熱型裝置（如圖C所示）。

棉花

選擇裝置方法:

反應(yīng)物狀態(tài)決定

裝置類型

反應(yīng)條件

高鎰酸鉀'氧氣選擇固體加熱型

二氧

蠹化氧化鎰氧氣選擇固液常溫型

解答有關(guān)制取氣體裝置問題時，首先分清反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件，然后選擇

適當(dāng)?shù)难b置。

9.控制變量，探究化學(xué)反應(yīng)中催化劑性質(zhì)

當(dāng)研究多個因素之間的關(guān)系時，往往先控制其他幾個因素不變，集中研究其

中一個因素的變化所產(chǎn)生的影響，這種方法叫控制變量法。通過控制變量可以對

影響實驗結(jié)果的多個因素逐一進行探究，然后再總結(jié)出結(jié)論。

催化劑不是化學(xué)反應(yīng)的必要條件，它只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而不能決定能

否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)前后，催化劑的物理性質(zhì)(如形狀)在化學(xué)變化前后

往往會發(fā)生改變，但是催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)變化前后是不變的。

逑堂

探究化學(xué)反應(yīng)中催化劑性質(zhì)，需要證明該物質(zhì)的三點：(1)能改變某一反應(yīng)

的速率；(2)在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量保持不變；(3)在化學(xué)反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)保持不

變。影響化學(xué)反應(yīng)快慢的因素除催化劑的種類外，還有溫度、濃度等，要想證明

某一種因素的影響，要依據(jù)控制變量法，在同樣條件下，設(shè)計對比實驗來驗證。

懣書??

一、催化劑

過氧化氫**水+氧氣“

(H2O2)(HzO)《CM，

催化劑：在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化

學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有變化的物質(zhì)叫做催化劑，如在實驗室用過氧化氫制

備氧氣時所用的二氧化鎰。

二、實驗室制氧氣

1.反應(yīng)原理

加熱或加入二氧化鎰,

(1)過氧化氫------------------?水+氧氣”，

(H2O2)(H20)(02).

加熱~

(2)高鎰酸鉀-------?鎰酸鉀+二氧化毓+氧氣；*，

(KMn04)(K2M11O4)(MnO:)煩O2%

二氧化鋪“

(3)氯酸鉀-------?綠化鉀+氧氣“

(KCLOs)加熱(KCL)(01).

2.裝置要點

(1)試管口應(yīng)稍向下傾斜；

(2)導(dǎo)管不宜伸入試管內(nèi)過長；

(3)鐵夾要夾在距試管口1/3處；

(4)藥品要平鋪在試管底部。

3.操作步驟

(1)檢：檢查裝置的氣密性；

(2)裝：把藥品裝入試管內(nèi)，使之平鋪在試管底部；

(3)固：把試管固定在鐵架臺上；

(4)點：點燃酒精燈加熱；

(5)集：收集氣體；

(6)移：將導(dǎo)氣管移出水面；

(7)熄：熄滅酒精燈。

4.收集方法

(1)排水法：因為氧氣不易溶于水；

(2)向上排空氣法：因為氧氣的密度比空氣稍大。

5.驗滿的方法

取一帶火星木條，放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，則證明氧氣已集滿。

6.操作要點

(1)實驗結(jié)束，應(yīng)先移去導(dǎo)氣管，后移酒精燈，以防水倒流造成試管炸裂；

(2)如果所用藥品為高鎰酸鉀，通常要在試管口塞一團玻璃棉，防止加熱時

高鎰酸鉀隨氧氣濺入導(dǎo)管；

(3)制備出的氧氣應(yīng)瓶口向上正立放置在桌面上。

咨學(xué)/

催化劑的作用非常大，它可以改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性

質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。從今天的實驗中，我們發(fā)現(xiàn)二氧化鎰參

加了反應(yīng)，形成易分解的中間產(chǎn)物，反應(yīng)后二氧化鎰又恢復(fù)原先的組成，性質(zhì)及

質(zhì)量都沒有改變，但加快了氯酸鉀的分解速度。加熱氯酸鉀與二氧化鎰的混合物

時，用排水法收集，反應(yīng)中可能有少量氯氣逸出，因而使制得的氧氣帶有刺激性

氣味。

3題國國

例1下列有關(guān)實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣的說法中，正確的是(B)

A.過氧化氫中含有水和氧氣

B.過氧化氫可以在二氧化鎰催化下快速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧氣

C.過氧化氫溶液只有加入二氧化鎰才會產(chǎn)生氧氣

D.加熱能使過氧化氫迅速產(chǎn)生氧氣，所以用過氧化氫溶液制取氧氣時，必

須用酒精燈加熱

例2下列變化中不屬于分解反應(yīng)的是(A)

A.分離液態(tài)空氣制氧氣

B.加熱高鎰酸鉀制氧氣

C.加熱過氧化氫制取氧氣

D.加熱氯酸鉀和二氧化鎰的混合物制取氧氣

例3下列有關(guān)工業(yè)制取氧氣的敘述中，錯誤的是(B)

A.分離液態(tài)空氣制取氧氣是利用液氧和液氮沸點的不同，控制溫度使其分

離

B.發(fā)生的是分解反應(yīng)

C.制取過程中沒有生成新物質(zhì)

D.工業(yè)制得的氧氣加壓儲存在藍色的鋼瓶里

例4用如圖所示裝置制取氧氣，回答下列問題：

(1)向試管中裝入固體粉末時,可先使試管平放,用紙槽(或藥匙)把藥品小

心地送至試管底部。

⑵組裝該裝置時,下列儀器與用品的組裝順序是②④③①(填序號)。

①試管②鐵架臺③酒精燈④木塊

解析:將粉末狀固體加入試管時,可利用藥匙或紙槽；組裝裝置時,一般從下

到上,鐵架臺可固定儀器,先放好,然后將木塊放在鐵架臺上,放上酒精燈，以利用

酒精燈外焰加熱為標(biāo)準(zhǔn)，固定試管。

述后電。

1.實驗室用過氧化氫和二氧化鎰制取氧氣。下列說法正確的是(D)

A.反應(yīng)物是過氧化氫和二氧化鎰

B.過氧化氫和二氧化鎰發(fā)生化合反應(yīng)

C不加二氧化鎰過氧化氫就不能分解生成氧氣

D.二氧化鎰能使過氧化氫在較低溫度下迅速分解放出氧氣

2.下列關(guān)于催化劑的說法錯誤的是(D)

A.在化學(xué)反應(yīng)中改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率

B.化學(xué)反應(yīng)前后其化學(xué)性質(zhì)不變

C.化學(xué)反應(yīng)前后其質(zhì)量不變

D.使用催化劑可增加產(chǎn)物的質(zhì)量

3.實驗室用過氧化氫和二氧化鎰制取氧氣。實驗前取2g二氧化鎰，實驗結(jié)

束后，從剩余物中能回收二氧化鎰的質(zhì)量為(C)

A.大于2gB.小、于2gC等于2gD.無法判斷

4.下面是某同學(xué)探究二氧化鎰對過氧化氫分解制氧氣的催化