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第三节　氧气的实验室制取
素养目标
1.知道实验室制取氧气的原理、实验装置、收集方法、验满方法。(物质的多样性)
2.正确理解催化剂的概念,知道催化剂对化学反应的重要作用。(物质的变化与转化)
知识概览
基础主干落实
一、氧气的实验室制取
1.反应原理(用文字表达式表示)
(1)加热高锰酸钾:　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　。
(2)分解过氧化氢:　过氧化氢水+氧气　。
2.发生装置
(1)固固加热型:用加热高锰酸钾制取氧气。
(2)固液不加热型:用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。
3.收集方法
(1)排水法(原因:氧气　不易　溶于水,且不与水反应)。
(2)向上排空气法(原因:氧气的密度比空气的　大　)。
4.验满:用向上排空气法收集时,把带火星的木条放在　集气瓶口　,观察到木条　复燃　,说明已收集满。
二、催化剂
1.概念:能　改变　其他物质的化学反应速率,而本身的　质量　和　化学性质　在反应前后都没有发生变化的物质,又称为触媒。
2.特点:“一变二不变”
“一变”指的是改变化学反应速率;
“二不变”指的是化学反应前后　质量不变　、　化学性质不变　。
特别提醒　①“改变”包括加快和减慢两种含义,不只是加快反应速率,也有可能减慢化学反应速率。②在化学反应前后,催化剂的化学性质一定不变,但是物理性质可能改变,比如状态。③催化剂不能改变生成物的质量,也不能决定反应的发生和停止。
交流讨论
1.收集氧气,既可以用排水法,又可以用向上排空气法,各自的优点是什么
提示:排水法收集到的氧气比较纯净;向上排空气法收集到的氧气比较干燥。
2.排水法收集到的气体不纯的原因有哪些
提示:①一开始有气泡冒出,就开始收集。②集气瓶中未装满水,留有空气。
漫画助学
氧气的密度比空气的大,集满氧气的集气瓶正放可以减少氧气的逸散
巧思妙记
催化剂特点简记:
“一变二不变”,即速率变,质量和化学性质不变
重点项目探究
【探究主题】氧气的实验室制取探究
某学习小组同学完成实验室制取氧气的实验后,带着问题进行了下列探究活动。
任务一:实验室制取氧气的探究
1.制取装置的选择
反应物 反应物状态 反应条件 发生装置 (填序号)
高锰酸钾 固体 加热 　A　
过氧化氢溶液 和二氧化锰 液体、固体 常温 　D　
2.收集装置的选择
(1)收集方法
①氧气不易溶于水,因此可以采用　G　装置收集(填序号,下同);
②氧气的密度比空气大且不与空气中的成分反应,因此可以采用　E　装置收集。
(2)收集方法优缺点比较
两种收集方法的优点分别为排水法收集的气体较　纯净　,向上排空气法收集的气体较　干燥　。
3.反思评价:上述制取氧气的方法中,哪个最符合化学实验的绿色化学要求 请说明原因。
提示:用过氧化氢制取氧气,操作简便,不需要加热,安全、环保、节能,符合绿色化学要求。
归纳总结 结合实验室制取氧气的装置图,实验室制取气体的发生装置是由反应物的状态和反应条件决定的,收集装置是由气体的密度及溶解性等决定的。
任务二:有关实验室制取氧气装置改进的探究
实验室制取氧气还可以采用如图改进装置,请回答相关问题。
1.用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,可以用如图H、I两种装置作为发生装置,优点是什么
提示:可以控制反应速率、能够节约试剂、能够控制试剂的添加,得到平稳气流。
2.若用如图装置J排空气法收集氧气,则气体应从　b　(填“a”或“b”,下同)管口进,若用此装置排水法收集氧气,则气体应从　a　管口进。
方法点拨 初步认识“多功能瓶”的其他用途
1.可用于排水法收集难溶于水的气体。
如图1所示收集氧气,氧气应该从a进入。
2.用于干燥气体(提示:浓硫酸可以吸收气体中的水分),若用如图2除去氧气中的水蒸气,使收集到的氧气更干燥,气体应该从c进入。
课堂达标反馈
1.[氧气制备原料选择]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(D)
A.高锰酸钾加热分解　 B.氯酸钾加热分解
C.氧化汞加热分解 D.过氧化氢催化分解
2.[氧气制备仪器选择]实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,一定不需要用到的仪器是(A)
3.[氧气收集方法]实验室收集氧气,既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是(D)
①氧气不易溶于水　②氧气易溶于水
③氧气密度比空气大　④氧气密度比空气小
A.①④　B.②④　C.②③　D.①③
4.[操作正误判断]下列示意图分别是实验室用过氧化氢溶液制取氧气的主要步骤,其中操作不正确的是(D)
5.[催化剂]下列关于催化剂的说法正确的是(B)
A.只有二氧化锰能作某些化学反应的催化剂,反应前后其质量和化学性质都没有变化
B.除二氧化锰外,某些物质对过氧化氢的分解也具有催化作用
C.催化剂在化学反应中只能加快反应速率
D.加入二氧化锰催化后,过氧化氢分解产生的氧气质量会增加
6.[氧气制取装置选择]实验室制取氧气的装置组合不可能是(A)
A.①④　　B.①③　　C.①⑤　　D.②③
7. [氧气的制备]如图所示的装置在实验室中有多种用途。关于该装置的说法错误的是(B)
A.该装置在实验室中可以用来制取氧气
B.该装置制取氧气时,二氧化锰由分液漏斗中加入
C.该装置在实验室中可以用来将一个仪器中的气体“捕捉”到另一仪器中
D.该装置优点:控制反应速率
8.[氧气的制备]如图为实验室制取氧气的装置,根据所学知识回答问题。
(1)写出图中①、②所示仪器的名称:
①为　试管　,②为　长颈漏斗　。
(2)若用装置A制取氧气,发生反应的文字表达式是　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　,若用装置D收集氧气,验满的方法是　将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已集满　。
(3)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,发生装置从B、C中选择,最佳的是　C　(填字母序号),理由是　能够控制反应速率　(写出一条即可)。其中二氧化锰起的是　催化　作用。
(4)若用E装置收集氧气,当看到导管口　气泡连续均匀冒出　时,开始收集:待　集气瓶口出现大气泡　时,证明氧气已经收集满。
(5)若用装置F收集氢气,气体应从　b　(填“a”或“b”)端进。
A层 练基础
知识点1　氧气的实验室制法
1.实验室里用排水法收集氧气,依据的氧气性质是 (C)
A.无色　　　　　　B.无味
C.不易溶于水　 D.支持燃烧
2.实验室常用过氧化氢溶液制取氧气,下列说法错误的是 (B)
A.实验前应先检查装置气密性
B.MnO2在反应前后质量和性质不变
C.收集氧气可用向上排空气法
D.将带火星的木条置于集气瓶口,木条复燃,证明氧气已收集满
3.(2023秋·邵阳期中)在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是 (C)
A.用排水法收集O2时,集气瓶装满水
B.装置漏气
C.用排水法收集O2时,导管口冒出气泡,就开始收集
D.用向上排空气法收集O2时,导管伸入集气瓶的底部
4.(2023秋·菏泽质检)下列关于O2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是 (D)
5.(2023·滨州中考改编)化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图,回答问题:
(1)仪器①的名称是　分液漏斗　;
(2)若小滨同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气,应选用的装置组合是　AD　(填字母)。
知识点2　催化剂
6.下列有关催化剂的说法正确的是 (D)
A.催化剂的使用增加了产物的质量
B. 在化学反应后其化学性质发生了改变
C. 二氧化锰是催化剂
D. 在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化
7. (2023秋·岳阳质检)将100 mL双氧水均分成甲、乙两份,仅向甲中加入适量的二氧化锰,反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示,从图中不能获取的信息是 (C)
A.a线表示甲溶液生成氧气的质量随反应时间的变化情况
B.二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率
C.反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变
D.甲、乙两份溶液最终生成氧气的质量与二氧化锰无关
B层 提能力
8.(2023秋·河北唐山质检)如图所示是一个同学在课外设计的“趣味实验”。他将过氧化氢溶液滴加在瓶中,你认为下列现象正确的是 (A)
A.气球变小,红墨水左移
B.气球变大,红墨水右移
C.气球变小,红墨水右移
D.气球变大,红墨水左移
9.以下各装置能完成相应实验的是 (C)
A.只有①②　　 B.只有③④
C.只有①④ D.只有②
10.(2023秋·滨州质检)下列实验室用过氧化氢溶液制取氧气的图像中,不正确的是 (C)
11.(2023·金昌中考改编)化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。如图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。(提示:浓硫酸具有吸水性,可用作气体干燥剂)
(1)标号①的仪器名称是　锥形瓶　。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气,选择的发生装置是　A　(填字母),反应的文字表达式为　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　。
(3)请指出装置C中存在的一处错误　长颈漏斗未伸入液面以下　。
(4)改进上述装置图中存在的错误,并以过氧化氢溶液为原料,在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先　检查装置的气密性　,再装入试剂,进行实验。
①所选装置的连接顺序为　CGD(或BGD)　(从左到右填写装置对应的字母)。
②若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集难溶于水的气体时,气体从　b　(填“a”或“b”)端通入。
12.(2023·烟台中考改编)某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”,如图1所示,该制氧机通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢(H2O2)。
用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式是　过氧化氢水+氧气　,过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是　AB　(填字母)。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法:
　在导管口放一根带火星的木条,若木条复燃,证明为氧气　。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,从图2中可选用的气体发生装置是　B　(填装置字母,下同),收集装置是　C(或E)　。 第三节　氧气的实验室制取
素养目标
1.知道实验室制取氧气的原理、实验装置、收集方法、验满方法。(物质的多样性)
2.正确理解催化剂的概念,知道催化剂对化学反应的重要作用。(物质的变化与转化)
知识概览
基础主干落实
一、氧气的实验室制取
1.反应原理(用文字表达式表示)
(1)加热高锰酸钾: 。
(2)分解过氧化氢: 。
2.发生装置
(1)固固加热型:用加热高锰酸钾制取氧气。
(2)固液不加热型:用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。
3.收集方法
(1)排水法(原因:氧气 溶于水,且不与水反应)。
(2)向上排空气法(原因:氧气的密度比空气的 )。
4.验满:用向上排空气法收集时,把带火星的木条放在 ,观察到木条 ,说明已收集满。
二、催化剂
1.概念:能 其他物质的化学反应速率,而本身的 和 在反应前后都没有发生变化的物质,又称为触媒。
2.特点:“一变二不变”
“一变”指的是改变化学反应速率;
“二不变”指的是化学反应前后 、 。
特别提醒　①“改变”包括加快和减慢两种含义,不只是加快反应速率,也有可能减慢化学反应速率。②在化学反应前后,催化剂的化学性质一定不变,但是物理性质可能改变,比如状态。③催化剂不能改变生成物的质量,也不能决定反应的发生和停止。
交流讨论
1.收集氧气,既可以用排水法,又可以用向上排空气法,各自的优点是什么
提示:排水法收集到的氧气比较纯净;向上排空气法收集到的氧气比较干燥。
2.排水法收集到的气体不纯的原因有哪些
提示:①一开始有气泡冒出,就开始收集。②集气瓶中未装满水,留有空气。
漫画助学
氧气的密度比空气的大,集满氧气的集气瓶正放可以减少氧气的逸散
巧思妙记
催化剂特点简记:
“一变二不变”,即速率变,质量和化学性质不变
重点项目探究
【探究主题】氧气的实验室制取探究
某学习小组同学完成实验室制取氧气的实验后,带着问题进行了下列探究活动。
任务一:实验室制取氧气的探究
1.制取装置的选择
反应物 反应物状态 反应条件 发生装置 (填序号)
高锰酸钾 固体 加热
过氧化氢溶液 和二氧化锰 液体、固体 常温
2.收集装置的选择
(1)收集方法
①氧气不易溶于水,因此可以采用 装置收集(填序号,下同);
②氧气的密度比空气大且不与空气中的成分反应,因此可以采用 装置收集。
(2)收集方法优缺点比较
两种收集方法的优点分别为排水法收集的气体较 ,向上排空气法收集的气体较 。
3.反思评价:上述制取氧气的方法中,哪个最符合化学实验的绿色化学要求 请说明原因。
提示:用过氧化氢制取氧气,操作简便,不需要加热,安全、环保、节能,符合绿色化学要求。
归纳总结 结合实验室制取氧气的装置图,实验室制取气体的发生装置是由反应物的状态和反应条件决定的,收集装置是由气体的密度及溶解性等决定的。
任务二:有关实验室制取氧气装置改进的探究
实验室制取氧气还可以采用如图改进装置,请回答相关问题。
1.用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,可以用如图H、I两种装置作为发生装置,优点是什么
提示:可以控制反应速率、能够节约试剂、能够控制试剂的添加,得到平稳气流。
2.若用如图装置J排空气法收集氧气,则气体应从 (填“a”或“b”,下同)管口进,若用此装置排水法收集氧气,则气体应从 管口进。
方法点拨 初步认识“多功能瓶”的其他用途
1.可用于排水法收集难溶于水的气体。
如图1所示收集氧气,氧气应该从a进入。
2.用于干燥气体(提示:浓硫酸可以吸收气体中的水分),若用如图2除去氧气中的水蒸气,使收集到的氧气更干燥,气体应该从c进入。
课堂达标反馈
1.[氧气制备原料选择]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.高锰酸钾加热分解　 B.氯酸钾加热分解
C.氧化汞加热分解 D.过氧化氢催化分解
2.[氧气制备仪器选择]实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,一定不需要用到的仪器是( )
3.[氧气收集方法]实验室收集氧气,既可以选向上排空气法又可以选排水法的原因是( )
①氧气不易溶于水　②氧气易溶于水
③氧气密度比空气大　④氧气密度比空气小
A.①④　B.②④　C.②③　D.①③
4.[操作正误判断]下列示意图分别是实验室用过氧化氢溶液制取氧气的主要步骤,其中操作不正确的是( )
5.[催化剂]下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.只有二氧化锰能作某些化学反应的催化剂,反应前后其质量和化学性质都没有变化
B.除二氧化锰外,某些物质对过氧化氢的分解也具有催化作用
C.催化剂在化学反应中只能加快反应速率
D.加入二氧化锰催化后,过氧化氢分解产生的氧气质量会增加
6.[氧气制取装置选择]实验室制取氧气的装置组合不可能是( )
A.①④　　B.①③　　C.①⑤　　D.②③
7. [氧气的制备]如图所示的装置在实验室中有多种用途。关于该装置的说法错误的是( )
A.该装置在实验室中可以用来制取氧气
B.该装置制取氧气时,二氧化锰由分液漏斗中加入
C.该装置在实验室中可以用来将一个仪器中的气体“捕捉”到另一仪器中
D.该装置优点:控制反应速率
8.[氧气的制备]如图为实验室制取氧气的装置,根据所学知识回答问题。
(1)写出图中①、②所示仪器的名称:
①为 ,②为 。
(2)若用装置A制取氧气,发生反应的文字表达式是 ,若用装置D收集氧气,验满的方法是 。
(3)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,发生装置从B、C中选择,最佳的是 (填字母序号),理由是 (写出一条即可)。其中二氧化锰起的是 作用。
(4)若用E装置收集氧气,当看到导管口 时,开始收集:待 时,证明氧气已经收集满。
(5)若用装置F收集氢气,气体应从 (填“a”或“b”)端进。
A层 练基础
知识点1　氧气的实验室制法
1.实验室里用排水法收集氧气,依据的氧气性质是 ( )
A.无色　　　　　　B.无味
C.不易溶于水　 D.支持燃烧
2.实验室常用过氧化氢溶液制取氧气,下列说法错误的是 ( )
A.实验前应先检查装置气密性
B.MnO2在反应前后质量和性质不变
C.收集氧气可用向上排空气法
D.将带火星的木条置于集气瓶口,木条复燃,证明氧气已收集满
3.(2023秋·邵阳期中)在进行“氧气的实验室制取与性质”实验时,某同学制得的氧气不纯。你认为可能的原因是 ( )
A.用排水法收集O2时,集气瓶装满水
B.装置漏气
C.用排水法收集O2时,导管口冒出气泡,就开始收集
D.用向上排空气法收集O2时,导管伸入集气瓶的底部
4.(2023秋·菏泽质检)下列关于O2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是 ( )
5.(2023·滨州中考改编)化学是一门以实验为基础的学科。根据下列实验装置图,回答问题:
(1)仪器①的名称是 ;
(2)若小滨同学在实验室中用过氧化氢溶液和二氧化锰制取并收集一瓶干燥的氧气,应选用的装置组合是 (填字母)。
知识点2　催化剂
6.下列有关催化剂的说法正确的是 ( )
A.催化剂的使用增加了产物的质量
B. 在化学反应后其化学性质发生了改变
C. 二氧化锰是催化剂
D. 在汽车尾气处理中用催化剂促进有害气体的转化
7. (2023秋·岳阳质检)将100 mL双氧水均分成甲、乙两份,仅向甲中加入适量的二氧化锰,反应生成氧气质量与反应时间的关系如图所示,从图中不能获取的信息是 ( )
A.a线表示甲溶液生成氧气的质量随反应时间的变化情况
B.二氧化锰可加快过氧化氢的分解速率
C.反应前后二氧化锰的质量和化学性质均不变
D.甲、乙两份溶液最终生成氧气的质量与二氧化锰无关
B层 提能力
8.(2023秋·河北唐山质检)如图所示是一个同学在课外设计的“趣味实验”。他将过氧化氢溶液滴加在瓶中,你认为下列现象正确的是 ( )
A.气球变小,红墨水左移
B.气球变大,红墨水右移
C.气球变小,红墨水右移
D.气球变大,红墨水左移
9.以下各装置能完成相应实验的是 ( )
A.只有①②　　 B.只有③④
C.只有①④ D.只有②
10.(2023秋·滨州质检)下列实验室用过氧化氢溶液制取氧气的图像中,不正确的是 ( )
11.(2023·金昌中考改编)化学是以实验为基础的学科,正确选择实验装置是实验成功的关键。如图所示装置常用于实验室制取气体,请回答下列问题。(提示:浓硫酸具有吸水性,可用作气体干燥剂)
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制氧气,选择的发生装置是 (填字母),反应的文字表达式为 。
(3)请指出装置C中存在的一处错误 。
(4)改进上述装置图中存在的错误,并以过氧化氢溶液为原料,在实验室中制取并收集干燥的氧气。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先 ,再装入试剂,进行实验。
①所选装置的连接顺序为 (从左到右填写装置对应的字母)。
②若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集难溶于水的气体时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
12.(2023·烟台中考改编)某兴趣小组在跨学科实践课上制作了一台简易化学“制氧机”,如图1所示,该制氧机通过A、B两种物质产生氧气,其中A是过碳酸钠白色固体,B是二氧化锰黑色粉末。过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)加水溶解会分解生成碳酸钠(Na2CO3)和过氧化氢(H2O2)。
用该制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,再先后加入过碳酸钠和二氧化锰,反应仓内有黑色粉末翻腾,变得浑浊,仓壁变得温热,过滤仓底部导气管口有气泡冒出。
(1)反应仓中过氧化氢生成氧气的文字表达式是 ,过滤仓中的水除了有过滤杂质提纯氧气的作用外,还可以起到的作用是 (填字母)。
A.可以通过气泡观察氧气生成的速率
B.降低氧气温度
C.加快氧气的生成
(2)验证过滤仓导出的气体是氧气的方法:
。
(3)如果在实验室用过碳酸钠、二氧化锰、水制取氧气,从图2中可选用的气体发生装置是 (填装置字母,下同),收集装置是 。

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