资源简介

第5讲：制取氧气
专题一：氧气的工业制取
氧气的工业制法
原理：利用液态氧和液态氮的________不同。
过程：
【例1】工业上获取大量氧气的原料是（　　）
A．二氧化锰 B．空气 C．氯酸钾 D．双氧水
【例2】下列关于空气的说法中，错误的是（　　）
A．工业上利用氧气和氮气的沸点不同，从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B．空气是一种十分重要的天然资源
C．若少量有害物质进入空气中，靠大自然的自净能力，大气还能保持洁净
D．按质量分数计，空气中约含有氮气78%、氧气21%、其他气体和杂质1%
【练习1】空气是一种宝贵资源，下列有关空气的说法正确的是（　　）
A．工业上用液态空气分离出氧气是分解反应
B．空气中氮气占空气质量分数的78%
C．稀有气体化学性质稳定，可以作保护气
D．CO2浓度属于我国《环境空气质量标准》基本监控项目
【练习2】空气中氧气约占21%，利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下面是工
业上制氧气流程图：
（1）工业上分离液态空气制氧气的变化属于　 　（填“物理变化”或“化学变化”）
（2）这样制得的氧气是　 　（填“纯净物”或“混合物”）
（3）氮气的沸点﹣196℃，氧气的沸点﹣183℃，在蒸发的过程中　 　先被蒸发出来．（填“氮气”或“氧气”）
（4）任何物质我们都要辩证的看待，氧气既有利的一面，也有有害的一面请各写出一点：用途：　 　 危害：　 　．
专题二：氧气的实验室制取
补充：气体收集方法
排水法：适合收集不溶于水且不与水反应的气体，收集到的气体较为纯净但不干燥。
向上排空气法：收集密度比空气大且不与空气中成分反应的气体，收集到的气体干燥但是纯度较差
向下排空气法：收集密度比空气小且不与空气中成分反应的气体，收集到的气体干燥但是纯度较差
1、高锰酸钾制氧气/氯酸钾制取氧气（固固加热型）
原理：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
氯酸钾氯化钾+氧气．
操作步骤：
检查装置的气密性 ：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部
加热药品：点燃酒精灯，让试管均匀受热后固定加热。
收集气体：
a、若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集，刚排出的是空气；水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大)
b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部（为了排尽瓶内空气）
用排水法收集时，导管放在集气瓶口
氧气收集完毕，先将导管撤离水槽
熄灭酒精灯
实验注意事项：
a). 试管口要略微向下倾斜：防止冷凝水回流,使试管破裂。
b). 用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。
c). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。排水法收集气体时，导管放在集气瓶口，有利于观察气泡是不是均匀冒出。
d). 实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。
【例1】实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作不正确的是（　　）
A．加热前，先将集气瓶注满水用玻璃片盖好，再倒立在水槽中
B．实验开始时，先将导管口伸入集气瓶，再开始加热
C．收集O2后，先在水面下盖好玻璃片，再将集气瓶移出水槽
D．实验结束时，先把导管移离水面，再熄灭酒精灯
【例2】正确的操作能保证实验的顺利进行，用高锰酸钾制取氧气的操作中，先后顺序不规范的是（　　）
A．实验开始时，先检查装置的气密性，再装入高锰酸钾
B．加入药品后，先预热再对准药品集中加热
C．收集满氧气后，先从水中取出集气瓶，再盖好玻璃片
D．实验完毕后，先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯
【例3】某同学通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气并用排水法收集气体时，试管炸裂了。造成试管炸裂的原因可能是下列选项中的（　　）
①没有给试管均匀预热； ②试管外壁有水滴； ③试管口没有略向下倾斜；
④先熄灭酒精灯后将导管从水中取出； ⑤用了带火星的木条去检验气体
A．①⑤ B．①③⑤ C．①②③④ D．①②③④⑤
【例4】加热高锰酸钾制取氧气后试管中剩余的固体物质有（　　）
A．一种 B．两种 C．三种 D．无法确定
【练习1】将混有少量高锰酸钾的氯酸钾固体放入试管加热，完全反应后，试管剩余的固体共有（　　）
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
【练习2】化学实验步骤是有先后顺序的，如果违规操作，会导致实验失败甚至发生危险事故．下列对高锰酸钾制取氧气时的“先”与“后”关系描述正确的是（　　）
A．检查装置气密性，先把手掌紧贴容器外壁，再把导管伸入水中
B．加热时先对试管预热，再对准药品部位加热
C．装配仪器时，先装药品，再检查装置气密性
D．收集气体结束时，先熄灭酒精灯，再把导气管移出水面
【练习3】如图是某同学正在绘制的实验室用高锰酸钾制取氧气及氧气的性质实验装置图，请回答下列问题及填写相关空白：
（1）图中标注的A仪器的名称是　 　；
（2）将上面两个实验装置图都补充完整（在图中完成）；
（3）写出制氧气反应的文字表达式　 　；
（4）实验中，待集气瓶里的水排完以后的操作是　 　，把集气瓶移出水槽，正放在实验台上；
（5）硫粉是淡黄色固体，请写出硫在氧气中燃烧时的实验现象　 　；
（6）用收集到的氧气完成右上图实验时，观察到：硫在氧气中燃烧比在空气中更旺，其原因是：　 　。
2、过氧化氢制取氧气（固液不加热型）
原理：过氧化氢 水 + 氧气
操作步骤：
检查装置气密性
装入药品
固定装置
倒入过氧化氢气体
收集气体
注意事项：1.分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗
中逸出
2.装药品时，先装固体后装液体
【例1】如图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧化锰的作用下，迅速分解放出大量氧气．下列现象正确的是（　　）
A．气球缩小，红墨水左移 B．气球缩小，红墨水右移
C．气球不变，红墨水右移 D．气球胀大，红墨水左移
【练习1】利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是（　　）
A．氯酸钾氯化钾+氧气
B．高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
C．过氧化氢水+氧气
D．氧化汞汞+氧气
【练习2】以下四种制取氧气的方法中，与其它三种有明显不同的一种是（　　）
A．电解水制取氧气 B．加热氯酸钾制氧气
C．分离液态空气制氧气 D．加热高锰酸钾制氧气
【练习3】下列有关氧气的制取、收集、验满、性质的实验中错误的是（　　）
A．制取 B．收集 C．验满 D．性质
专题三：气体装置的取用
气体制取的流程：发生装置---除杂装置—干燥装置---收集装置
一、气体发生装置的选择见下面2种情况
加热固体制备气体的装置（见图①）：反应物都是固体，反应需要加热。
固液混合在常温下反应制备气体的装置（见图②）：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。
1. 加热固体制备气体的装置（见图①）
（1）反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。
（2）装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）注意
2. 固液混合在常温下反应制备气体的装置（见图②）
（1）反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。
（2）装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。
3. 要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。
装置(a)的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。
装置(b)的特点：便于随时添加药品。
装置(c)的特点：可以控制反应速率。
装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降）
4. 如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。使用分液漏斗时无需考虑这个问题。
5. 选择装置时，要选择带有橡皮塞的直管。(a)装置使用单孔橡皮塞，(b)(c)(d)装置使用双孔橡皮塞。
6. 固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。
二、气体收集装置
1.排水法收集气体的装置（见右图）
（1）适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。
（2）注意事项：
A.集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。
B.应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。
C.在气泡连续均匀放出之前，导气管管口不应伸入到集气瓶口。
D.如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。
E.如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。
F.气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。
G.收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。
2.向上排空气法收集气体的装置（见右图）
适用情况：气体密度大于空气，且不与空气中的成分反应。
要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。
暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。
3.向下排空气法收集气体的装置（见右图）
适用情况：气体密度小于空气，且不与空气中的成分反应。
要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。
密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。
暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。
4. 导气管属于发生装置。把导气管画在收集装置中，是为了更好地说明问题。
三、多功能瓶的使用
用装置F收集一瓶气体，若气体的密度大于空气，长进短出；
若气体的密度比空气小，短进长出；
若瓶中装满水，不论气体密度，都从R通入气体。
【例1】气体制取：实验室部分仪器或装置如图甲所示，请回答下列问题：
（1）写出图中标号仪器的名称：①　 　
（2）小强用过氧化氢和二氧化锰制取集氧气，写出该反应的文字表达式　 ．
（3）若用高锰酸钾制取干燥的氧气，制取装置的组合为　 　，写出该反应的文字或符号表达式________________________________________
（4）用C装置收集氧气的依据是　　 ，若用向上排空气法收集氧气，验满的方法是　 　．
（5）实验室常用锌粒（固体）和稀硫酸（液体）制取氢气，发生装置应选　 　，若用如图乙F装置收集该气体，气体由　 　端（填“a”或“b”）导入．
（6）在实验室里制取氧气，既可采用分解过氧化氢的方法，也可采用分解氯酸钾的方法．上述两种方法的主要共同点有　 　.
①采用MnO2均可改变其反应速率 ②反应都不需加热
③都利用含氧物质的分解来达到目的 ④两种方法所需仪器相同．
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
【练1】实验室常用块状固体碳化钙与水反应制备乙炔（C2H2），该反应比二氧化锰催化剂过氧化氢分解更加剧烈．所选发生装置最合适的是（　　）
A． B． C． D．
专题四：化学反应的分类
1、化合反应：由____________生成______________其他物质的反应。（A＋B→AB）
2、分解反应：由____________生成______________其他物质的反应。(AB→A＋B)
3、氧化反应：物质与氧气发生的反应属于氧化反应。
【例1】下列反应属于分解反应的是(　　)
A．铁＋氧气四氧化三铁 B．硫＋氧气二氧化硫
C．石蜡＋氧气二氧化碳＋水 　　　 D．水氢气＋氧气
【例2】（2015秋 承德校级月考）在下列变化中：
A．氧化钙+水→氢氧化钙；B．水→氢气+氧气；C．磷+氧气→五氧化二磷；D．石蜡+氧气→水+二氧化碳．
属于化合反应的是　　　　　　；属于氧化反应的是　　　　　　；既属于氧化反应又属于化合反应的是　　　　　　．
【练习1】下列反应中，属于化合反应的是　　　　　　；属于氧化反应的是　　　　　　；属于分解反应的是_______________
A．汞+氧气氧化汞 B．氧化汞汞+氧气
C．碳酸→水+二氧化碳 D．氯酸钾氯化钾+氧气．
【例4】（2014春 通渭县校级月考）在下列化学反应中：
A．铝+氧气氧化铝　　　　　　　 B．水氢气+氧气
C．氨气+氧气二氧化氮+水　　　　 D．氧气+氢气水
E．甲烷+氧气水+二氧化碳 　 F．二氧化硫+氧气→三氧化硫
其中，属于化合反应的有　　　　　　；属于氧化反应的有　　　　　　；既是化合反应又是氧化反应的有　　　　　　；是氧化反应但不是化合反应的有　　　　　　．
课后作业
1．下列说法中，正确的是（　　）
A．工业上用分离液态空气的方法制取氧气，该过程属于分解反应
B．用排水法收集氧气时，看到导气管口有气泡冒出水面，就立即收集
C．氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气
D．若用向上排空气法收集氧气时，把带有火星的木条接近瓶口，木条复燃，证明氧气已经集满
2．实验室制氧气的主要实验操作有①熄灭酒精灯；②用排水集气法收集氧气；③将药品混合物加入试管中，用带导管的塞子塞紧固定在铁架上；④点燃酒精灯，给试管加热；⑤检验装置的气密性；⑥实验结束，把导气管从水槽中取出．正确的操作顺序是（　　）
A．⑤④③②①⑥ B．③⑤④②①⑥ C．⑤③④②⑥① D．③⑤②④⑥①
3．如图依次是实验室制取、收集、检验氧气和验证其性质的装置，其中无法达到目的是（　　）
A． B． C． D．
4．如图是实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气时，生成氧气的质量随时间的变化关系图，其中正确的是（横轴表示反应时间，纵轴表示生成氧气的质量）（　　）
A B C D
5．用氯酸钾加热制氧气时，错把高锰酸钾当二氧化锰混入，其结果是（　　）
A．速率加快，生成氧气量不变 B．速率加快，生成氧气增多
C．生成氧气的质量不变 D．不生成氧气
6．从安全、节能、环保和简便等方面考虑，实验室制取氧气最佳的方法是（　　）
A．过氧化氢分解 B．加热氯酸钾
C．加热高锰酸钾 D．分离液态空气
进阶作业
1．加热氯酸钾和高锰酸钾混合物片刻，试管里最多可能含有几种固体物质（　　）
A．五种 B．四种 C．三种 D．二种
2．实验室需收集一瓶约含空气的氧气，下列操作正确的是（　　）
A．集气瓶中灌的水 B．集气瓶中灌的水
C.导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
3．某同学为探究一瓶无色液体A的成分，做了如下实验：在A中加入黑色粉末B，在常温下就能迅速产生气体C，同时生成了常温下为液体的纯净物D，而B的质量和化学性质在反应前后没有改变．该同学将气体C收集起来，将带火星的木条伸入盛有C的集气瓶中，木条剧烈燃烧；另外将黄色粉末E点燃后放入盛C的集气瓶中，能剧烈燃烧，生成一种无色，有刺激性气味的气体F．请你根据该同学的实验回答问题：（1）写出物质A　 　，B　 　，D　　 ，E　 　，F　 　
（2）写出上述发生的二个化学变化的文字表达式　 　，
　 　．
空 气
降温加压
液态空气
蒸发
液态氧
氮气
沸点低（—196℃），先蒸发出来
装入天蓝色钢瓶中
沸点较高（—183℃）

展开更多......

收起↑