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课题3制取氧气
第一课时：制取氧气的原理--催化剂
第二单元空气和氧气
工业上一般采用分离空气的方法制取氧气。
导入新课
空气
多次压缩
降温
液态空气
低温蒸发
-196℃
氮气
液氧
（沸点-196℃）
（沸点-183℃）
N2
O2
在实验室里，常采用高锰酸钾或过氧化氢分解等方法制取氧气。
发生
装置
收集装置
1.工业制取氧气
空气中含大量氧气，是制取氧气廉价、易得的原料。科学家利用液态纯净物有一定的沸点，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。整个过程属于物理变化。
工业上如何大量制取氧气：
你知道空气冷冻分离法制取氧气的原理吗？
利用氧气与氮气的沸点不同。
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.这个过程是化学变化，因为有新物质氧气生成
B.利用了混合液中的沸点不同
C.氮气首先从液态空气中汽化出来
D.得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体
练一练
【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。
2.氧气的实验室制法
1.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）
先了解表格要填的内容，再观看视频填表！
(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。
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
(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
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。
三、催化剂和催化作用
【实验探究】
(1) 实验现象说明了什么？
答：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？
答：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。
思 考
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。
敲黑板划重点
(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。
四、分解反应
【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：
明确
探究目的
设计
实验方案
实施实验
分析推理
形成结论
获取证据
实验探究的一般思路:
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
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作用：催化剂在化学反应中起催化作用。
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
1.下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作不正确的是( )
D
A.检查气密性
B.加热固体
C.收集氧气
D.氧气验满
2.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.只有二氧化锰才能作催化剂
D. 反应前后催化剂的质量和性质不发生改变
B
3.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.
C
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
4．下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（　　）
A．原理：
B．试剂：本实验中选取的催化剂为二氧化锰
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
B
5．下列图像符合描述情况的是（　　）
A．①表示：用KMnO4制取氧气时，随着反应进行，MnO2质量发生的变化
B．②表示：a、b两试
管中分别装有等质量的
双氧水，并向a试管中
放入催化剂后，随着反应的进行，氧气的生成情况
C．③表示：用KMnO4制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余的固体质量变化情况
D．④表示：用双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况
C
6．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，在发泡剂作用下，量筒中涌出柱状的泡沫，可形象地称之为“大象牙膏”。下列说法正确的是(　　)
A．化学方程式
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的质量不变
D．没有催化剂，过氧化氢不会分解
C
7．“胜哥”将100mL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质量与二氧化锰无关
C
8．在化学反应中能　 　其他物质的化学反应速率，但本身的　 　 和　 　在反应前后都不变的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中起　 　作用。
改变
质量
化学性质
催化
9.通过微信公众号“胜哥课程”观看了科学视频，小科知道了工业上用 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
10．检验与验满。
（1）检验：
将带火星的木条伸入集气瓶　 　看是否复燃。
（2）验满：
将带火星的木条放在集气瓶　 　看是否复燃。
内
口
11．“胜哥”用高锰酸钾制取氧气并完成铁丝在氧气中燃烧的实验。

（1）制取：“胜哥”用如图A装置制取氧气时发现试管固定得太高，此时他应该调节图B中的旋钮　 　（填“①”、“②”或“③”）。
（2）收集：“胜哥”用排水法收集了三瓶氧气，供铁丝在氧气中燃烧的实验所用。当集气瓶内水面降到一定位置时，在水面下盖好玻璃片，取出充满氧气的集气瓶，正放于实验桌上，如图C。集气瓶中留有少量水的目的是　 。
②
防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底
11．“胜哥”用高锰酸钾制取氧气并完成铁丝在氧气中燃烧的实验。

（3）性质实验：如图D所示，取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端绑上粗铜丝，另一端系上一根火柴，点燃火柴，待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中。观察到Ⅰ、Ⅱ中的铁丝都剧烈燃烧，且　 　（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）中的铁丝燃烧更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。请分析Ⅲ中铁丝不能燃烧的原因是？
Ⅱ
Ⅲ中铁丝的火柴在上方，温度没有达到铁丝的着火点
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人教版化学九上 2.3.1 制取氧气(1)
1.下列有关加热高锰酸钾制取氧气的实验操作不正确的是( )
2.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.只有二氧化锰才能作催化剂 D. 反应前后催化剂的质量和性质不发生改变
3.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.
4．下列关于实验室利用双氧水溶液制取氧气的描述正确的是（ ）
A．原理： 2 2 2 + 2 ↑
B．试剂：本实验中选取的催化剂为二氧化锰
C．检验：用燃着的木条伸入集气瓶内，若木条熄灭，则证明是氧气
D．验满：用带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，则证明集满
5．下列图像符合描述情况的是（ ）
A．①表示：用 KMnO4制取氧气时，随着反应进行，MnO2 质量发生的变化
B．②表示：a、b 两试管中分别装有等质量的双氧水，并向 a 试管中放入催化剂后，随
着反应的进行，氧气的生成情况
C．③表示：用 KMnO4制取氧气时，随着反应的进行，试管中剩余的固体质量变化情况
D．④表示：用双氧水制取氧气时，生成的氧气质量的变化情况
6．过氧化氢在催化剂作用下可迅速分解成水和氧气，在发泡剂作用下，量筒中涌出柱
状的泡沫，可形象地称之为“大象牙膏”。下列说法正确的是( )
A．化学方程式 催化剂H 2O2 = H2O+ O2 ↑
B．产生的泡沫可用于灭火
C．反应前后催化剂的质量不变
D．没有催化剂，过氧化氢不会分解
微信公众号“胜哥课程” 1
微信公众号“胜哥课程”
7．“胜哥”将 100mL 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质量与二氧化锰无关
8．在化学反应中能 其他物质的化学反应速率，但本身的 和
在反应前后都不变的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中起 作用。
9.通过微信公众号“胜哥课程”观看了科学视频，小科知道了工业上用 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”）。
10．检验与验满。（1）检验：将带火星的木条伸入集气瓶 看是否复燃。
（2）验满：将带火星的木条放在集气瓶 看是否复燃。
11．“胜哥”用高锰酸钾制取氧气并完成铁丝在氧气中燃烧的实验。
（1）制取：“胜哥”用如图 A 装置制取氧气时发现试管固定得太高，此时他应该调
节图 B 中的旋钮 （填“①”、“②”或“③”）。
（2）收集：“胜哥”用排水法收集了三瓶氧气，供铁丝在氧气中燃烧的实验所用。
当集气瓶内水面降到一定位置时，在水面下盖好玻璃片，取出充满氧气的集气瓶，正放
于实验桌上，如图 C。集气瓶中留有少量水的目的是 。
（3）性质实验：如图 D 所示，取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝，将其中两根
分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端绑上粗铜丝，另一端系上一根火柴，点燃火柴，待快
燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中。观察到Ⅰ、Ⅱ中的铁丝都剧烈燃烧，且
（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）中的铁丝燃烧更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧。请分析Ⅲ中铁丝不能燃烧
的原因是？
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答案
1.D 2.B 3.B 4.B 5.A 6.C 7.C 8. 改变；质量；化学性质；催化
9.分离液态空气 氮气 混合物
10.（1）内 （2）口
11. （1）②
（2）防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底
（3）Ⅱ；Ⅲ中铁丝的火柴在上方，温度没有达到铁丝的着火点
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