1-3 用分解反應(yīng)制取氧氣（課件 30PPT）

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第3節(jié)用分解反應(yīng)制取氧氣

華師大版九年級上冊

空氣中含有氧氣和氮氣等物質(zhì)，由于液態(tài)氧（沸點約－183℃）和氮（沸點約－196℃）的沸點是不同的，在工業(yè)中，人們用空氣冷凍分離法分離空氣中的氧氣和氮氣。

先壓縮空氣除去水蒸氣（變成冰）、二氧化碳（變成干冰）等，再冷卻液化；然后利用液態(tài)氧和氮的沸點不同，逐漸升溫，使氮先汽化出來，余下的是液態(tài)氧。

分離空氣獲得氧氣的方法屬于物理變化。

但液化空氣需要很大的壓強和很低的溫度，這在一般實驗室中是難以實現(xiàn)的。

在實驗室中，人們用分解某些含氧量高、易分解的物質(zhì)，如氯酸鉀（KClO3）、高錳酸鉀（KMnO4）、過氧化氫（H2O2）等來制取氧氣。

純過氧化氫是淡藍(lán)色的黏稠液體，可以任意比例與水混溶，是一種強氧化劑。其水溶液俗稱雙氧水，為無色透明液體，適用于消毒。能緩慢分解成水和氧氣，因分解速度極其慢，故可以加入催化劑——二氧化錳來加快分解速度。

一、實驗室制取氧氣

過氧化氫溶液

（1）取第一支潔凈的試管，加入少量過氧化氫溶液，你觀察到的現(xiàn)象是；

無明顯現(xiàn)象

（2）取第二支潔凈的試管，先加入少量二氧化錳（MnO2）粉末，再加入少量過氧化氫溶液，你觀察到的現(xiàn)象是；

迅速產(chǎn)生大量氣泡

（3）取第三支潔凈的試管，先加入一小塊豬肝，再加入少量過氧化氫溶液，你觀察到的現(xiàn)象是。

迅速產(chǎn)生大量氣泡

再伸入帶火星的木條，可以觀察到。

實驗現(xiàn)象

選用藥品產(chǎn)生氣體速率能否使帶火星的木條復(fù)燃

1過氧化氫慢否

2過氧化氫和二氧化錳快能

3過氧化氫和豬肝快能

推測從第二和第三支試管中放出的氣體可能是，二氧化錳和豬肝的作用是；

比較上述三種方法，其中最適合于實驗室制取氧氣的方法是。

氧氣

催化作用

二氧化錳催化過氧化氫分解

最適合實驗室制取氧氣的方法是用過氧化氫和二氧化錳

獲得結(jié)論

實驗室常用二氧化錳而不用豬肝作催化劑的原因：。；

豬肝不易保存，且活性受到溫度等因素的影響

實驗室制取氧氣裝置

發(fā)生裝置

收集裝置

分液漏斗

實驗步驟

1.裝配實驗裝置，在錐形瓶中加入少量黑色的二氧化錳粉末，塞緊瓶塞并進(jìn)行氣密性檢查。

常用實驗裝置的氣密性檢查方法：

用手捂住試管；若導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡，且冷卻后，水進(jìn)入導(dǎo)管形成一端水柱，則氣密性良好。

向內(nèi)推活塞；若長頸漏斗內(nèi)液面上升，則氣密性良好。

夾緊彈簧夾，向漏斗內(nèi)倒水；若長頸漏斗內(nèi)液面不下降，則氣密性良好。

夾緊彈簧夾，上下移動左側(cè)玻璃管，若兩邊液面出現(xiàn)一定的高度差，且液面高度差保持不變，則氣密性良好。

實驗步驟

2.把集氣瓶裝滿水，蓋上玻片，倒置在水槽中，取走玻片，將導(dǎo)氣管口放在瓶口下。

3.將分液漏斗中的過氧化氫水溶液緩緩地滴入錐形瓶中，用排水法收集所產(chǎn)生的氣體。

收集氧氣的方法除了排水法，還可采用什么方法？

還可用向上排空氣法收集氧氣，因為氧氣密度比空氣大，且無污染，也不與空氣中其他成分反應(yīng)。

收集氣體的方法

排空氣集氣法

排水集氣法適用于收集難溶于水或微溶于水的氣體。

排水集氣法

向上排空氣法：適用于收集密度比空氣大的無毒氣體。

向下排空氣法：適用于收集密度比空氣小的無毒氣體。

若改用下列兩種裝置來收集氧氣，其中裝置1是排空氣法收集氧氣，裝置2是排水法收集氧氣。請問氧氣應(yīng)該從哪個導(dǎo)管進(jìn)入瓶中？若收集氫氣呢？

若用裝置1排空氣法收集氧氣，則氧氣該從a管進(jìn)入瓶中。原因：氧氣的密度大于空氣，氧氣進(jìn)入瓶中，則氧氣在下空氣在上，要順利排出空氣，空氣須從短管（管口靠上）處排出。

若用裝置2排水法收集氧氣，則氧氣該從d管進(jìn)入瓶中。

原因：氧氣難溶于水，氧氣進(jìn)入瓶中，則氧氣在上水在下，要順利排出水，水須從長管（管口靠下）處排出。

排水法：

優(yōu)點：收集到的氣體較更為純凈，且容易觀察氣體是否收集滿。

缺點：氣體比較潮濕。

試分析收集氧氣時，采用排水法或向上排空氣法的優(yōu)、缺點。

向上排空氣法：

優(yōu)點：操作簡單，收集到的氣體較干燥。

缺點：氣體的純度不高，且需要檢驗才能判斷氣體是否收集滿。

4.當(dāng)集氣瓶中水全部被氣體排出后，用玻片蓋住瓶口后倒置放在桌上。將帶火星的木條伸入瓶中，觀察。

觀察到帶火星的木條復(fù)燃——產(chǎn)生了氧氣

如何證明瓶中氧氣是滿的？

將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明氧氣已滿。

實驗步驟

小資料

1.將反應(yīng)后的二氧化錳過濾、干燥、稱量，發(fā)現(xiàn)二氧化錳的質(zhì)量不發(fā)生改變。

2.將稱量后的二氧化錳再次放入過氧化氫溶液中，發(fā)現(xiàn)有大量氣泡冒出，該氣泡能使帶火星的木條復(fù)燃。

3.分別收集加二氧化錳與不加二氧化錳產(chǎn)生的氧氣，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量相等。

二氧化錳加快了過氧化氫的反應(yīng)速率，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后保持不變。

催化劑在改變化學(xué)反應(yīng)速率過程中所起的作用，稱為催化作用。

有些反應(yīng)不需要催化劑，有些反應(yīng)需要用到催化劑；

催化劑的種類很多，不同的反應(yīng)可能需要不同的催化劑。

催化劑：改變（加快或減慢）化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率，而其自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量不會發(fā)生改變的物質(zhì)。

練習(xí).

下列對催化劑描述正確的是（）

A.任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑

B.催化劑在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量發(fā)生了變化

C.只有分解反應(yīng)才需要催化劑

D.某些化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑

D

1.如果在裝置中，不用分液漏斗，改用單孔塞和玻璃導(dǎo)管導(dǎo)出氣體，是否仍可用于制取和收集氧氣？但存在什么不足？

問題討論

答：仍可以用于制取和收集氧氣，不足的是不能控制參與反應(yīng)的過氧化氫的用量,也不能控制反應(yīng)的停止和繼續(xù)進(jìn)行。

2.當(dāng)氣泡連續(xù)均勻地放出時，再把導(dǎo)管口伸入盛滿水的集氣瓶里，收集氣體。為什么剛產(chǎn)生氣泡時，不能馬上收集？

答：因為剛有氣泡冒出時，有一部分是空氣，這樣收集起來的氧氣是不純的。

3.如果利用固體氯酸鉀分解制取氧氣，使用的實驗裝置是否與右圖相同？請你和同學(xué)、老師一起討論，并設(shè)計分解氯酸鉀的實驗裝置。

問題討論

加熱分解氯酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式：

2KClO2KCl+3O

催化劑

在利用固體氯酸鉀分解制取氧氣之裝置中

4.固定試管時，為什么試管口要略低于試管底部？

5.實驗結(jié)束時應(yīng)先將導(dǎo)管移出水面，還是先停止加熱，為什么？

問題討論

答：先將導(dǎo)管移出水面，后停止加熱，否則水將沿導(dǎo)管倒流回?zé)岬脑嚬艿撞?，炸裂試管?/p>

答：防止冷凝水回流到熱的試管底部，炸裂試管。

加熱高錳酸鉀制取氧氣

說明：

（1）高錳酸鉀制氧氣時，試管口加一小團(tuán)棉花，以防止其劇烈反應(yīng)時，粉末沖出導(dǎo)管口堵塞導(dǎo)管而發(fā)生意外；

（2）試管口應(yīng)略向下傾斜，以防止冷凝水倒流，引起試管破裂；

（3）制取氣體結(jié)束時，先將導(dǎo)管移出水面，再停止加熱。

加熱高錳酸鉀制取氧氣

反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O

1、雙氧水、氯酸鉀、高錳酸鉀制氧氣，這3種方法中，哪種方法最適合實驗室采用？

雙氧水在二氧化錳催化下分解的方法最適合實驗室制取氧氣。

理由：

操作方便、節(jié)能（不用加熱）、環(huán)保無污染、安全等

課堂練習(xí)

2、過氧化氫溶液俗稱,通常是色的液體,用它制氧氣的化學(xué)方程式為。

在這個反應(yīng)中,二氧化錳是催化劑,能改變反應(yīng)速率,但在反應(yīng)前后催化劑本身的和不變。

質(zhì)量化學(xué)性質(zhì)

無

2H2O22H2O+O2↑

MnO2

雙氧水

3、實驗室用二氧化錳作催化劑分解過氧化氫制取氧氣的實驗中,下列操作或說法錯誤的是()

A.實驗前必須檢查裝置的氣密性

B.集氣瓶在收集氧氣前要裝滿水,然后倒置在水槽中

C.本實驗不需要加熱

D.收集滿氧氣后集氣瓶應(yīng)倒置于桌面上

D

4、實驗室可通過加熱氯酸鉀固體制取氧氣，下列實驗操作正確的是（）

A．組裝好裝置后，檢查裝置氣密性

B．實驗結(jié)束時，先移走酒精燈再從水槽移出導(dǎo)管

C．水槽中有氣泡冒出時，立即收集氣體

D．加入藥品后，直接將酒精燈火焰對準(zhǔn)藥品加熱

A

5.下列制取氣體的方案：①過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣②大理石和稀鹽酸制取二氧化碳③分解高錳酸鉀制取氧氣?？刹捎孟聢D所示裝置進(jìn)行的是（）

A.①B.①②

C.②③D.①②③

A

6.實驗室制取氧氣，既可采用分解過氧化氫的方法，也可以采用分解氯酸鉀的方法，這兩種方法的共同點是（）

A.反應(yīng)都不需要加熱

B.所需儀器相同

C.均可用二氧化錳作催化劑

D.