资源简介

2.3.1 氧气的制备
核心素养目标
1.科学探究与实践能力：
通过 “高锰酸钾加热制氧”“过氧化氢分解制氧” 的实验操作，掌握气体发生装置和收集装置的选择依据，培养实验设计、操作及问题解决能力。
能设计对比实验探究催化剂对反应速率的影响，理解 “控制变量法” 在科学探究中的应用，增强实证意识。
2.化学思维与与科学思维：
建立 “实验室制氧气通过分解含氧化合物” 的基本观念，理解分解反应的概念及其与化合反应的区别，形成 “反应原理决定实验装置” 的科学思维。
3.科学态度与社会责任：
认识氧气制备在医疗、工业、航天等领域的重要性，体会化学对保障生命和推动技术发展的价值。
学习重难点
学习重点?
1.实验室制取氧气的两种方法的反应原理、实验装置、操作步骤及注意事项。?
2.分解反应的概念及实例判断，催化剂的定义及作用。
3.氧气的收集方法选择依据及验满方法。
学习难点?
1.实验装置的选择与组装。?
2.催化剂的作用机制及 “催化作用” 与 “化学反应速率” 的关系。
3.工业制氧的原理与实验室制氧的本质区别。
新课导入
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以跟很多物质发生化学反应，有很多重要的用途。那么，在工业上怎样制得氧气呢？在实验室中我们又如何制得氧气呢？
从空气中分离氧气
PART 01
1.工业制氧气
工业上一般采用分离液态空气的方法获得氧气。在分离液态空气制取氧气
时，一般先将空气除尘，再除去二氧化碳和水蒸气等，获得净化后的气体混合物。
资料卡：已知在 1.01×105Pa 时，氧气的沸点为 -183℃，氮气的沸点为 -196℃。请和同学讨论并设计从上述气体混合物中获取氧气的方案。
（1）原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同，采用升温的方法，将氮气与氧气分离。（物理变化）
（2）过程:
液态空气
洁净空气
空气
氮气（先分离出来）
液态氧
2.制氧新方法
随着科学技术的发展，出现了许多新的工业制氧气的方法，利用新原理开发的制氧设备能耗低、无污染、装置简单、占用空间小，具有广泛的用途。
（1）气体膜分离技术：利用不同种类的气体分子在通过特定薄膜时渗透速率不同的性质，从而达到分离的目的。
（2）分子筛制氧：分子筛是一种具有均匀微孔结构的材料，有很强的吸附能力，能把不同分子分离开，起到“筛分”分子的作用。
空气
过滤器
过滤器
冷干机
缓冲罐
制氧主机
工艺缓冲罐
氧气
利用化学反应制备氧气
PART 02
1.过氧化氢分解制氧气
【观察思考】
利用如图的实验装置，将少量的二氧化锰加入锥形瓶中，再将适量的双氧水（约 5% 的过氧化氢溶液）装入分液漏斗，将双氧水滴入锥形瓶中，观察实验现象；收集一瓶气体，将带火星的木条伸入集气瓶中，观察实验现象；待气体不再产生时，再滴加适量的双氧水至锥形瓶中，观察实验现象。
1.过氧化氢分解制氧气
实验原理：
实验试剂：
过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）
实验装置：
①发生装置：
过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，反应条件是常温，因此可选择如图所示固液不加热型气体发生装置。
1.过氧化氢分解制氧气
实验装置：
②收集装置：
根据所取气体（氧气）的性质（密度比空气大、不易溶于水）。
向上排空气法
排水法
收集的气体较干燥
收集的气体较纯净
1.过氧化氢分解制氧气
“万能瓶”的使用方法
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}收集方法
向上排
空气法
收集密度比空气的大且不与空气中的成分反应的气体，气体从长管进
向下排
空气法
收集密度比空气的小且不与空气中的成分反应的气体，气体从短管进
1.过氧化氢分解制氧气
“万能瓶”的使用方法
{69CF1AB2-1976-4502-BF36-3FF5EA218861}收集方法
排水集
气法
收集难溶于水或不易溶于水且不与水反应的气体，气体从短管进
1.过氧化氢分解制氧气
过氧化氢制取氧气的步骤：
(1).查
(2).装
(3).塞
(4).加
(5).收
检查装置的气密性
向锥形瓶中装入二氧化锰固体
塞好带有长颈漏斗和导管的双孔橡胶塞
向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
收集气体
1.过氧化氢分解制氧气
氧气的检验方法：
将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，证明制取的气体是氧气。
收集氧气验满的方法：
①排水法：当集气瓶瓶口有气泡冒出时，证明氧气已收集满。
②向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。
2.探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
再伸入带火星的木条进行检验
现象如何？说明了什么？
二氧化锰能加快过氧化氢制氧气的速率
2.探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
2.探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
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
操作：
二氧化锰在反应前后质量没有发生变化
2.探究过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
催化剂：在化学反应中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叫催化剂（又叫触媒）。
一 变：
二不变：
改变其它物质的化学反应速率
在化学反应的前后
本身的质量
化学性质
（特点：一变二不变）
注意: ①一个反应的催化剂并不是唯一的。
②没有催化剂并不是意味着不能进行反应,只是反应速率不同。　
③催化剂不能增多或减少生成物的总质量。
催化
剂
3.催化作用
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
问：在双氧水的分解反应中还有别的催化剂吗？
答：有。如氧化铜、氧化铁、硫酸铜溶液等。
二氧化锰
随堂测试
1.工业上制取氧气可用变压吸附法，变压吸附法的原理是利用分子筛吸附氮气和氧气能力的差异，通过增压与减压的交替循环，实现氮气和氧气的分离，过程示意图如图。
随堂测试
（1）用分子筛吸附氮气发生的是______（填“物理”或“化学”）变化。
（2）分子筛对氮气的吸附能力与吸附塔内气体的______有关。
（3）分子筛______（填“可以”或“不可以”）重复使用。
物理
压强
可以
随堂测试
2.实验室用下列装置制取氧气，根据要求回答下列问题：
（1）组装好A装置后，先向分液漏斗中加入水，然后将导管末端浸入水中，并打开分液漏斗的活塞，观察导管口是否有连续的气泡冒出，该操作的目的是__________________。
（2）分液漏斗中应放入的物质是__________________________，
锥形瓶中应放入的物质是__________。
检查装置的气密性
过氧化氢溶液（或双氧水）
二氧化锰
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