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第二章 空气与水资源 第 3 节 氧气的制备 导学案
一、自主预科填空
实验室制取氧气常用的方法有________、________和________。
高锰酸钾制取氧气的文字表达式为________。
二、知识清单
氧气的工业制法
原理：________。
方法：________。
氧气的实验室制法
加热高锰酸钾制取氧气：________。
分解过氧化氢溶液制取氧气：________。
加热氯酸钾制取氧气：________。
气体的发生装置和收集装置
发生装置的选择依据：________。
收集装置的选择依据：________。
三、要点讲解
氧气的工业制法
原理：利用液态空气中各成分的沸点不同，通过分离液态空气制取氧气。
方法：先将空气加压降温变为液态，然后升温，由于氮气的沸点低于氧气，氮气先蒸发出来，剩下的主要是液态氧气。
常考易错点：对工业制氧的原理理解不透彻，误以为是化学变化。
氧气的实验室制法
加热高锰酸钾制取氧气：
药品：高锰酸钾。
反应原理：高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，
实验装置：固体加热型，包括酒精灯、试管、铁架台、导管、水槽、集气瓶等。
实验步骤：查（检查装置气密性）、装（装入药品）、定（固定装置）、点（点燃酒精灯加热）、收（收集气体）、离（将导管撤离水槽）、熄（熄灭酒精灯）。
注意事项：试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂；在试管口放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管。
分解过氧化氢溶液制取氧气：
药品：过氧化氢溶液、二氧化锰。
反应原理：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气
实验装置：固液不加热型，包括锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔塞、导管、集气瓶等。
注意事项：长颈漏斗的下端要伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
加热氯酸钾制取氧气：
药品：氯酸钾、二氧化锰。
反应原理：氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下分解生成氯化钾和氧气
实验装置：固体加热型，与加热高锰酸钾制取氧气的装置相似。
常考易错点：
实验装置的选择错误，如用分解过氧化氢溶液制取氧气时选择了固体加热型装置。
实验步骤顺序错误，如先熄灭酒精灯再将导管撤离水槽。
催化剂的概念理解不准确，认为催化剂在反应中质量和性质都不变。
气体的发生装置和收集装置
发生装置的选择依据：反应物的状态（固体、固体和液体、液体）和反应条件（是否需要加热）。
固体加热型：适用于反应物为固体且反应需要加热的情况，如加热高锰酸钾制取氧气。
固液不加热型：适用于反应物为固体和液体且反应不需要加热的情况，如分解过氧化氢溶液制取氧气。
收集装置的选择依据：气体的密度（与空气相比）和溶解性。
排水法：适用于不易溶于水且不与水反应的气体。
向上排空气法：适用于密度比空气大且不与空气中成分反应的气体。
向下排空气法：适用于密度比空气小且不与空气中成分反应的气体。
常考易错点：不能根据气体的性质正确选择收集装置；对发生装置的适用情况判断错误。
四、例题赏析
工业上大量制取氧气的方法是（ ）
A. 加热氯酸钾 B. 加热高锰酸钾
C. 分离液态空气 D. 加热二氧化锰
答案：C
解析：工业上制取大量氧气的方法是分离液态空气，利用各成分沸点不同进行分离，C 选项正确；加热氯酸钾、加热高锰酸钾都是实验室制取氧气的方法，A、B 选项错误；加热二氧化锰不能制取氧气，D 选项错误。
实验室用过氧化氢溶液制取氧气时，不需要使用的仪器是（ ）
A. 长颈漏斗 B. 酒精灯 C. 导管 D. 集气瓶
答案：B
解析：用过氧化氢溶液制取氧气是固液不加热型反应，不需要酒精灯加热，B 选项符合题意；长颈漏斗用于添加过氧化氢溶液，导管用于导出气体，集气瓶用于收集氧气，A、C、D 选项不符合题意。
五、考点集训
下列关于工业制取氧气的说法，错误的是（ ）
A. 工业制氧属于物理变化
B. 该过程中氮气先被分离出来
C. 所得氧气是纯净物
D. 分离液态空气的过程中各成分的沸点不变
实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，有以下实验步骤：①将高锰酸钾装入试管中，用带导管的塞子塞紧，固定在铁架台上；②点燃酒精灯，给试管加热，用排水法收集氧气；③检查装置的气密性；④熄灭酒精灯；⑤将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是（ ）
A. ①②③④⑤ B. ③①②⑤④ C. ③①②④⑤ D. ①③②⑤④
实验室制取氧气时，下列操作错误的是（ ）
A. 固定试管时，试管口略向下倾斜
B. 加热时，先预热，再对药品部位集中加热
C. 导管口刚有气泡冒出时，立即收集气体
D. 实验结束，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯
某同学用向上排空气法收集一瓶氧气，验满的方法是（ ）
A. 将带火星的木条伸入集气瓶内
B. 将带火星的木条放在集气瓶口
C. 向集气瓶中倒入澄清石灰水
D. 观察集气瓶口是否有气泡冒出

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