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制取氧气的原理
- 催化剂 -
课题3《制取氧气》
R·九年级化学上册
学习目标
01
认识催化剂
和催化作用
认识分解反应
了解制取氧气的主要方法和原理
02
03
预习检测
01
1.工业上一般采用 的方法制取氧气。
2.实验室制取氧气的原理(用文字表达式)：
(1) ____ ；
(2) 。
3.催化剂是指在化学反应里能 其他物质的化学反应速率，而本身的 和 在反应前后不发生变化的物质。
4.分解反应是指____________________________________________ 的反应。
改变
质量
化学性质
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
加热
过氧化氢 水＋氧气
二氧化锰
由一种反应物生成两种或两种以上其他物质
预习检测
分离空气
氧气是我们日常生活中不可缺少的物质，它具有广泛的用途，急救病人、电氧焊、炼钢等都需要较为纯净的氧气，如何制取氧气？这节课我们就来学习如何制取氧气。
新课导入
资料卡片
02
知识点1 工业制取氧气
资料卡片
空气中含有大量氧气，是制取氧气廉价、易得的原料。怎样才能把氧气从空气中分离出来呢？我们知道，液态纯净物有一定的沸点。科学家正是利用了物质的这一性质，在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温。由于液态氮的沸点（-196℃）比液态氧的沸点（-183℃）低，所以氮气首先从液态空气中分离出来，剩下的主要是液态氧。为了便于储存、运输和使用，通常把氧气加压后储存在蓝色的钢瓶中。
工业上如何大量制取氧气：
总结
分离液态空气法是利用了物质的沸点不同（氮气沸点比氧气低）。在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温。由于氮气沸点比氧气低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧。该过程发生的变化属于物理变化。
你还知道工业制氧的其他方法吗？
膜分离技术法
空气
通过
多级分离
上述过程发生的变化属于 __变化
物理
氧气含量为90%以上的富氧空气
得到
具有富集氧气功能的薄膜
含氧量较高的富氧空气
工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是（ ）
A
A.有新物质氧气生成
B.利用了物质的沸点不同
C.先收集到的氮气沸点较低
D.得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体
典例剖析
课堂探究
03
【实验2-5】如图所示连接好装置，检查装置的气密性后，把少量高锰酸钾装入试管中，在试管口放一团棉花，用带有导管的橡胶塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上。将一个集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口，再将其与玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。
知识点2 氧气的实验室制法
课堂探究
1.高锰酸钾制氧气
高锰酸钾制氧气
(1) 加热试管，当导管口连续并比较均匀地放出气泡时，把导管口伸入盛满水的集气瓶，用排水法收集一瓶氧气。
(2) 把带有火星的木条插入集气瓶中，观察现象。
实验编号 现 象
（1）
（2）
有大量气泡进入集气瓶，瓶内液面不断下降
带火星的木条复燃
反应表达式：
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
加热
分解过氧化氢溶液制取氧气
(1) 在试管中加入5mL 5％过氧化氢溶液，把带有火星的木条插入试管，观察现象。
(2) 向上述试管中加入少量二氧化锰，把带有火星的木条插入试管，观察现象。
(3) 待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带有火星的木条插入试管，观察现象。
【探究实验】
【实验现象】
1.在实验（1）和实验（2）中，木条是否复燃 发生这种现象的原因可能是什么
实验（1）不复燃，过氧化氢在常温下分解的氧气太少，不足以是木条复燃；实验（2）复燃，二氧化锰加快了过氧化氢的分解。
试验编号 现象
（1）
（2）
（3）
木条不复燃
产生气泡，木条复燃
产生气泡，木条复燃
2.综合分析实验(1)—实验(3)中观察到的现象，你认为二氧化锰在过氧化氢分解的发应中起了什么作用
试验编号 现象 分析
（1） 木条不复燃
（2） 产生气泡 木条复燃
（3） 产生气泡 木条复燃
过氧化氢溶液在常温下分解缓慢，放出的氧气少
二氧化锰加速了
过氧化氢溶液的分解，放出的氧气
使带有火星的木条复燃
二氧化锰的化学性质
在反应前后不变
实验结论
过氧化氢溶液在一定条件下可以分解制取氧气。
二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，催化剂是一个反应条件。
反应表达式：
过氧化氢 水＋氧气
二氧化锰
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.通电使水分解：水 氢气+氧气
B.加热高锰酸钾分解：高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气
C.加热氯酸钾分解：氯酸钾 氯化钾+氧气
D.过氧化氢溶液催化分解：过氧化氢 水+氧气
典例剖析
通电
加热
二氧化锰
加热
二氧化锰
D
待实验的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管，观察发生的现象。待试管中又没有现象发生时，再重复上述操作。每次重新加入过氧化氢溶液，试管都产生大量气泡，带有火星的木条复燃。
知识点3 催化剂和催化作用
课堂探究
【实验探究】
(1) 实验现象说明了什么？
说明在过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，二氧化锰可以重复使用,二氧化锰的化学性质并没有改变。
(2) 反应前后，二氧化锰的质量有没有发生改变？
在实验前用精密的天平称量二氧化锰的质量，实验后把二氧化锰洗净、干燥，再称量，比较反应前后二氧化锰质量，发现没有变化。
小组讨论
没有加入二氧化锰时，过氧化氢溶液需要加热才能产生氧气
加入二氧化锰后，过氧化氢溶液在常温下就能迅速产生氧气。
二氧化锰加快了反应速率
催化剂：在化学反应里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。
催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
小结
(1)“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里“改变”包括加快和减慢。
(2)“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应的前后没有改变。
(3)在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂。
(4)催化剂只能改变化学反应速率，不能增加或减少生成物的质量。
典例剖析
A.加入催化剂能使反应速率加快
B.不使用催化剂，物质就不能发生化学反应
C.使用催化剂可以增加生成物的质量
D.使用催化剂能改变化学反应的速率
×
×
√
D
下列关于催化剂的说法中，正确的是( )
×
知识点4 分解反应
课堂探究
【思考与讨论】
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
加热
过氧化氢 水＋氧气
二氧化锰
答：都是由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
分析这两个反应，它们有什么共同特征？与化合反应有什么不同？
分解反应 化合反应
定义 由一种反应物生成 两种或两种以上 其他物质的反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
表达式
特征 一变多 多变一
联系 两者是并列关系，互不从属，也无交集 X A＋B＋…
A＋B＋… X
分解反应与化合反应的比较：
下列反应属于分解反应的是( )
D.硫＋氧气 二氧化硫
C.过氧化氢 水＋氧气
A.铁＋氧气 四氧化三铁
点燃
B.镁＋稀盐酸 氯化镁＋氢气
× 化合反应
×
√
× 化合反应
C
典例剖析
二氧化锰
点燃
明确
探究目的
设计
实验方案
实施实验
获取证据
分析推理
形成结论
实验探究的一般思路:
课题3 制取氧气
教学板书
1. 加热高锰酸钾制取氧气
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
加热
①催化剂：在化学反应里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。
②催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
③过氧化氢 水＋氧气。
2. 分解过氧化氢溶液制取氧气
二氧化锰
催化剂一变 两不变
高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
加热
过氧化氢 水＋氧气
二氧化锰
分离空气法
膜分离技术法
实验室
制取氧气
工业
制取氧气
制取氧气
课堂小结
化学变化
分解反应
物理变化
课后练习
04
1.下列有关催化剂的说法正确的是（ ）。
A.所有反应都需要催化剂才能进行
B.催化剂不影响生成物的质量
C.反应前后催化剂的质量和性质不发生改变
D.只有二氧化锰才能作催化剂
B
课后练习
课后练习
2.下列反应中，既不属于分解反应，也不属于化合反应的的是( )。
A.
B.
C.
D.
B
水 氢气＋氧气
通电
氧化汞 汞＋氧气
加热
酒精+氧气 二氧化碳＋水
点燃
红磷+氧气 五氧化二磷
点燃
3.工业上用 的方法制氧气，在低温加压的情况下，使空气转变为液态，由于液氧和液氮的沸点不同， 首先从液态空气中分离出来。利用这种方法制取的氧气属于 （填“纯净物”或“混合物”）。
分离液态空气
氮气
混合物
课后练习
课后练习
4.利用下图所示仪器、试剂及其他必要物品进行实验并探究。
(1)“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中”与“把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中”的实验现象是否相同？哪种方法可以得到平稳的氧气流？
课后练习
(2)设计制取氧气和探究其性质的实验方案(下表可供参考，你也可以利用一些代用品自行设计实验方案)，征得教师同意后实施你的方案，实验后进行小结。
目标 寻找新的催化剂 制取氧气 探究氧气的性质
仪器、试剂
方案(可画简图) （提示：使用氧化铜或氧化铁代替二氧化锰）
步骤
结论
课后练习
答：(1)实验现象不相同，把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中可以得到平稳的氧气流。
(2)仪器、试剂 注射器、试管、水槽、玻璃片、带导管的橡胶塞、木炭、澄清的石灰水、火柴、坩埚钳、酒精灯、过氧化氢溶液、氧化铁粉末。方案(见上图)
课后练习
【步骤】
先检查装置的气密性，将水槽内集气瓶盛满水，倒放于水槽中，再将氧化铁粉末放在试管里，塞好带导管的橡胶塞，用注射器向内逐滴加入过氧化氢溶液，待气泡连续均匀时，开始收集，收集一瓶氧气后，取出正放在实验台上，用坩埚钳将木炭在酒精灯上烧至红热，插入盛有氧气的集气瓶，观察现象，注入澄清的石灰水，振荡再观察现象。
【结论】
氧化铁粉末也可作过氧化氢溶液的催化剂，氧气不易溶于水，能支持燃烧。
课后练习
1.从课后习题中选取
2.完成练习册本课时的习题

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