制取氧气Word文件下载.docx

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硫酸铜溶液等对过氧化化氢的分解也具有催化作用。

2、奇妙的催化剂

催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位．目前，工业上常用的催化剂有数百种，通常使用的有金属型、金属氧化物型、酸碱型和金属络合物型四类催化剂。

另外，还有像酶一类的特殊的“微生物催化剂”。

使化学反应速率加快的催化剂，叫做正催化剂；

使化学反应速率减慢的催化剂，叫做负催化剂。

例如：

化肥厂合成氨生产采用的铁催化剂，硫酸生产中采用的钒催化剂，都是用于加快化学反应速率的，因此，它们都是正催化剂。

食用油里加入0．01%～0．02%的没食子酸正丙酯，就可以有效地防止食用油的腐败，在此例中，没食子酸正丙酯是一种负催化剂。

催化剂只改变化学反应速率，而不能使不发生化学反应的物质相互起反应，也不能增加生成物的产量，另外，不同的催化剂只能各自改变特定类型的化学反应速率，并不能改变所有类型的化学反应速率。

二、氧气的实验室制取

1、药品：

采用分解过氧化氢溶液、加热分解氯酸钾或高锰酸钾的方法制取氧气。

2、原理：

过氧化氢（H2O2）

水（H2O）＋氧气（O2）

二氧化锰

加热

高锰酸钾（KMnO4）

锰酸钾（K2MnO4）＋二氧化锰（MnO2）+氧气（O2）

氯酸钾（KClO3）氯化钾（KCl）+氧气（O2）

3、收集方法：

排水法或向上排空气法收集，这是因为氧气不易溶解于水，氧气的密度略大于空气。

4、检验氧气是否收集满的方法：

（1）用排水法收集氧气，如果气泡从集气瓶口外部冒出，证明瓶内已集满了氧气。

（2）用向上排空气法收集氧气，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条重新燃烧，证明瓶内已集满了氧气。

5、操作步骤

（1）用过氧化氢制氧气（检、装、固、收）

1检：

连接仪器，检查装置的气密性。

2装：

试管中加入少量的二氧化锰，然后倒入适量的过氧化氢，塞上带导管的单孔胶塞。

3固：

将试管固定在铁架台上。

④收：

用排水法或向上排空气法收集氧气，收集满氧气后将集气瓶口盖好玻璃断，正放在实验台上。

（2）加热氯酸钾或高锰酸钾制氧气（检、装、固、热、收、灯）

①检：

②装：

将氯酸钾和二氧化锰按质量比3：

1均匀混合后放入大试管中，或将适量的高锰酸钾加入大试管中。

③固：

将大试管固定在铁架台上。

铁夹夹在试管的中上部，使试管口略向下倾斜。

④热：

用酒精灯给试管加热。

⑤收：

用排水法或向上排空气法收集氧气。

⑥灯：

实验完毕先将导管移出水面，后撤掉酒精灯，停止加热。

6、注意事项：

（1）检查装置气密性时，最好先将导管放入水中，再用手握住试管，防止管内的气体事先已排出，看不到气泡。

（2）装入高锰酸钾后，在管口塞少量棉花，可以防止加热时，高锰酸钾粉末随氧气流进入导管和沿导管进入水槽，堵塞导管或将水槽中的水染成红色。

（3）试管固定在铁架台上时，要注意试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管；

另外铁夹应夹在试管中上部，防止试管因受热不均匀而破裂。

（4）加热时要先给试管均匀加热，然后在药品的部位集中加热，防止试管局部受热而炸裂。

（5）刚开始有气泡的时候不能收集，因为现在排出的仅仅是原试管中的空气及少量的新产生的氧气。

要等到有大量的连续的气泡冒出时，才开始收集。

（6）收集完氧气后，要停止实验，应该先从水槽中拿出导管，再熄灭酒精灯。

否则会引起水槽中的水倒流到试管中，热的试管遇到冷的水会被炸裂。

（7）收集满氧气后将集气瓶口盖好玻璃断，正放在实验台上。

因为氧气比空气密度略大，防止氧气散逸。

三、分解反应：

是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫分解反应。

用过氧化氢溶液、加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气的反应都是分解反应。

四、氧气的工业制取

工业制氧气的原理如下：

由于液氮的沸点比液氧低，蒸发液态空气时，氮气先分离出来，剩下的就是氧气．在整个过程中，只有物质状态的变化，因此工业制氧气是物理变化。

五、问题全解

1、化合反应和分解反应有什么区别和联系？

答：

化合反应是由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应．特点是生成物只有一种，可表示为：

A+BAB。

而分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应．它的特点是反应物只有一种，可表示为ABA+B。

2．简单仪器的装配需注意什么问题？

装配仪器时，首先要研究仪器装置图，再选择合适的仪器，按图装配。

仪器连接的基本操作有：

（1）把玻璃管插入橡皮管：

玻璃管一端先蘸水润湿，再将它插入橡皮管，旋进1厘米左右即可．

（2）把带导管的塞子塞在容器口上：

容器拿在手中，不可放在桌子上，另一手拿塞子，旋进容器口．塞子要选择适当型号，一般以伸入瓶口2/3为宜。

安装仪器一般按从下到上，从左到右的顺序，以用高锰酸钾制氧气的实验为例，应先放好酒精灯，以酒精灯外焰的高度为准，调整铁架台上铁夹的高度，并固定好试管，试管口向右方，塞好带导管的单孔塞，将水槽放在右边以便于用右手进行收集气体的操作。

仪器装置应科学合理，重心尽可能放低以增强其稳定性，操作方便。

3、下图是制取气体的两种实验装置，请问用过氧化氢制取氧气和用氯酸钾、高锰酸钾制氧气用下列哪类装置？

用过氧化氢制氧气可用右面的装置，用氯酸钾或高锰酸钾制氧气可用左面的装置。

4、怎样检查装置的气密性？

安装完毕，为防止装置漏气，使用前应检查装置的气密性，方法是：

先将反应装置中的导管一端浸入水里，用手掌紧贴反应容器的外壁，如果装置不漏气，容器里的气体受热膨胀导管口就有气泡逸出；

容器冷却后，又会有水升到导管内形成一段水柱；

若装置漏气，则不会有气泡冒出。

5、常见的几种收集气体的方法是什么？

常见的收集气体的方法分为两大类：

（1）排水集气法：

它适用于难溶或微溶于水的气体的收集。

操作时要注意：

集气瓶中要将水注满，不得有气泡，否则收集的气体不纯，导管不要伸入集气瓶内太长，以免收集满气体后，集气瓶不容易从水槽中拿出，甚至使气体跑掉。

从导管中刚刚冒出的气泡不要收集，它们可能是发生器中残留的空气。

排水法收集的气体中都含有水蒸气。

（2）排空气取气法：

适用于密度与空气相差较大的气体，例如二氧化碳、氢气等。

由于气体密度的不同又分为：

①向上排空气法：

收集密度大于空气的气体。

②向下排空气法：

收集密度小于空气的气体。

应将导管伸入到集气瓶底部，以使集气瓶中的空气顺利地完全排出，收集到较纯的气体，同时集气瓶口应用玻璃片盖住，无论用哪种方法收集好的气体，在放置时要用玻璃片盖严集气瓶，密度大于空气的气体，集气瓶应正放；

密度小于空气的气体，集气瓶应该倒放，以免气体逸散。

6、什么是液氧炸药？

将无色、无味、无臭的氧气通过降温、加压就会变成淡蓝色液体——液氧。

液氧容易挥发，1升液氧在一瞬间会变成800升氧气，加上纯氧气又是极好的助燃剂，一旦将浸有液氧的可燃物点燃，就会引起爆炸．人们利用这一特性制作的炸药叫液氧炸药。

工业上是把液氧吸收到炭黑、木屑、棉花烟煤粉等物质中就可制成液氧炸药，一般要现做现用。

例如，当进行爆破作业时，先打好爆破孔，然后用厚纸把上述几种易燃物包成圆筒形，浸泡在液氧中，直到浸透．取出后，迅速放进爆破孔，立即引燃，就会发生剧烈爆炸。

液氧炸药有使用安全、方便等优点，因为其他任何一种炸药，因故未能引爆时，人们去排除故障都是十分危险的事情。

但液氧炸药不能引爆时，15分钟后，液氧就会全部挥发，液氧炸药就会失去效力。

另外，液氧炸药的优点还在于原料来源广，价格便宜。

通过你的自学和阅读上面的知识归类总结，你一定掌握了本课题的知识了，也相信你一定能完成下列习题。

一、选择题

1、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、电解水制氧气

B、过氧化氢催化分解制氧气

C、氯酸钾与二氧化锰混合加热制氧气

D、高锰酸钾加热分解制氧气

2、下列物质属于氧化物的是（）

A、空气B、氧化铝C、红磷D、氯酸钾

3、用试管加热固体物质时，有时因操作不正确而出现试管炸裂现象，某学生寻找出下列原因，其中不正确的是（）

A、加热前试管外壁有水未擦干

B、加热不均匀，局部温度过高

C、加热完，没冷却即用冷水冲洗

D、加热时试管夹夹得靠近试管口

4、飘尘是物质燃烧时产生的粒状飘浮物，颗粒很小，不易沉降。

它与空气中的二氧化硫、氧气接触时，二氧化硫全部转化为三氧化硫，使空气的酸度增加。

飘尘所起的作用可能是（）

A、氧化剂B、还原剂C、催化剂D、吸附剂

5、下列说法不正确的是（）

A、在过氧化氢的分解反应中，二氧化锰起催化作用

B、氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生反应

C、细铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D、用排水法可以收集不溶于水的气体

6、质量、浓度都相等的两份过氧化氢溶液，a中加入少量二氧化锰，b中不加二氧化锰，分别同时加热，下列图像表示放出氧气质量（纵坐标）与反应时间（横坐标）的关系，其中正确的是

二、填空题

7、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。

（1）除铁架台、带导管的橡皮塞、试管、集气瓶、水槽外，还必需的仪器是（填序号）。

（A）长颈漏斗（B）滴管（C）酒精灯和药匙（D）量筒和天平

（2）制取氧气有以下主要操作步骤：

A.熄灭酒精灯；

B.把药品装入试管后固定在铁架台上，C.用排水法收集；

D.加热；

E.从水槽中取出导管；

F.检查装置气密性.正确的操作顺序是（填序号）________。

（3）若改用高锰酸钾加热制取氧气，应在试管口加________,目的是________。

8、实验室常用氯酸钾与二氧化锰加热制氧气.某同学在实验过程中发现所

用的试管破裂，请分析引起试管破裂的三点原因：

①______；

②______；

③______。

9、根据下图1所示，回答问题.

图1

（1）在实验宣制取气体的发生装置中，有错误的是（填序号，下同）_____，其中有_____处错误.

（2）在实验室中，常用加热固体氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制氨气，已知在标准状况下，氨气的密度为0.717g／L（空气：

1.429g／1），且在常温常压下，1体积的水能溶解700体积的氨气，则氨气的发生装置应选用_________，收集装置应选用_________。

10、为了测定某氯酸钾与二氧化锰混合物中氯酸钾的质量分数，课外小组的同学设计了如下实验：

取一定质量混合物样品放入图2的大试管中充分加热，直至反应完全，并用如图所示装置测量出生成氧气的体积，试回答下列问题：

（1）如何检验装置的气密性?

________.

（2）现有如下可供选择的操作：

①将导气管放入盛满水的量筒内；

②给药品加热；

⑧有连续气泡产生时开始收集气体；

④取出导管；

⑤反应完全后停止加热（如图，此时导管口略高于液面）；

⑥冷却至室温；

⑦调整量筒内外液面高度使之相同后读出量筒内气体体积数.为了较准确地测量出生成的氧气在常温、常压下的体积，正确的操作顺序是（填序号）______。

（3）为了较准确地测量出收集到气体的体积，需要调整量筒内外液面高度，其原理是_____。

三、图3是实验室用KMnO4（高锰酸钾）制取氧气的装置图，指出图中错误之处，能造成哪些后果？

图3

参考答案：

一、1B2B3D4C5B6D

二、7、

（1）（C）；

（2）FBDCEA；

（3）一小团棉花防止高锰酸钾粉末进入导管。

8、解析：

此题具有开放性，突出考查学生的发散思维能力和探究能力。

可从实验步骤、注意事项等多方面、多角度去分析实验过程中引起试管破裂的原因。

其可能原因有：

①没有先将导管从水槽中取出便停止加热，使水倒吸回试管；

②加热时试管口向上；

⑧试管外壁有水，未擦干即加热；

④未预热；

⑤试管底部紧靠在灯芯上加热，等等。

9、

（1）B、长颈漏斗未插入液面下；

（2）AD

10、

（1）检验装置的气密性的常用方法是：

将导管出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导气管口逸出，松开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。

（2）正操作顺序是①②⑤⑥⑦④。

（3）其原理是保证量筒内外气压相等。

三、

（1）药品堆积在试管底部，不利于均匀加热和增大受热面积，药品应平铺在试管底部。

（2）铁夹夹在试管中间，不利于均匀加热，易炸裂试管，铁夹应夹在试管中上部。

（3）试管口向上倾斜，易使冷凝水倒流炸裂试管，试管口应略向下倾斜．

（4）试管内导管太长，不利于气体的排出，导管露出橡皮塞1～2mm即可。

（5）试管口没有塞棉花，高锰酸钾粉末易随气流进入导管堵塞导管并能使水槽中的水变红，应在试管口塞一团棉花。