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第四章 我们周围的空气
4.3氧气的实验室制取
情 境 导 入
氧气是一种重要的化学物质，自然界获取氧气主要来自绿色植物的光合作用，在实验室中，我们应该如何制取氧气呢？
4.3
氧气的实验室制取
新 课 探 究
第一节
化学是一门以实验为基础的科学
原理：利用N2、O2的 不同，此过程是 变化。
工业制取的氧气属于 。（填“纯净物”或“混合物”）
沸点
物理
混合物
一、氧气的工业制法
4.3
氧气的实验室制取
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课堂小结
物理变化
空气
沸点较高（-183 ℃）
降温
加压
蒸发
液态空气
氩气
沸点低（-196 ℃）
氮气
氧气
沸点较低（-186 ℃）
一、氧气的工业制法
1. 方法：　
分离液态空气法
2. 原理：　
利用氮气（-196 ℃）和氧气（-183 ℃）的沸点不同。
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二、实验室制取气体物质的思路分析
如果你到实验室中要制取一瓶氧气，要考虑哪些方面的问题 ？
反应原理
仪器装置
选择试剂
气体发生装置
实验步骤
气体收集装置
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确定实验室制取气体的反应时，应考虑以下几个方面的因素：
1.反应物是否容易获得
2.实验条件是否容易控制
3.实验装置是否容易装配
4.实验操作是否安全可靠
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适合在实验室中制取氧气的物质和方法有多种。其中，利用催化剂分解过氧化氢制取氧气是比较符合环保、安全要求的方法。
过氧化氢 水 + 氧气
H2O2 H2O O2
三、分解过氧化氢制取氧气的实验原理
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过氧化氢溶液
带火星的木条
探究1：
现象：木条不复燃。
氧气含量低
资料：过氧化氢在一般情况下会缓慢分解成水和氧气，但分解速度极慢。
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探究2：
二氧化锰
带火星的木条
现象：木条不复燃。
资料：一般情况下，二氧化锰不能分解产生氧气。
氧气含量低
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探究3：
二氧化锰
过氧化氢溶液
带火星的木条
现象：有大量气泡产生，木条复燃。
氧气含量高
分析：在二氧化锰存在的情况下，过氧化氢分解速率加快，产生了大量的氧气。
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探究4：
二氧化锰
重新加入过氧化氢溶液
带火星的木条
现象：有大量气泡产生，木条复燃。
分析：在多次重复加入过氧化氢溶液后，实验现象均一致，说明氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰只起加快产生氧气的作用。
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编号 实验内容 观察到的现象
（1） 向A试管中加入3~5 mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口
（2） 向B试管中加入二氧化锰粉末
（3） 将A试管中的过氧化氢溶液倒入B试管中，将带火星的木条伸入试管口
（4） 待B试管中的现象不明显后，小心将上部液体倒出，再加入3~5 mL过氧化氢溶液，将带火星的木条伸入试管口
有大量气泡生成,带火星的木条复燃
带火星的木条不复燃
带火星的木条不复燃
有大量气泡生成,带火星的木条复燃
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反应中，二氧化锰作为催化剂，起到了催化作用，加快了过氧化氢的分解。
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化学反应前后都没有改变的物质叫作催化剂。
催化剂的特点：
“一变”：能改变其他物质的反应速率；
“两不变”：自身的质量和化学性质不变。
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1.催化剂只能加快化学反应的速率。
2.催化剂能增加生成物的质量。
3.认为没有催化剂，反应就不能进行。
4.认为催化剂就是二氧化锰。
过氧化氢 水+氧气
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
×
×
×
×
5.认为催化剂是反应物。
×
×
6.化学反应前后，催化剂的性质不变。
化学性质
过氧化氢 水+氧气
氮气+氢气 氨气
判断：
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实验装置的选择：
实验装置
气体发生装置
气体收集装置
四、确定气体发生装置与收集装置
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反应物都是固体，
反应需要加热
反应物是：固体和液体的混合物，
反应不需要加热
固固加热型
固液不加热型
发生装置选择：
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收集装置选择：
（1）排水法
（2）向上排空气法
（3）向下排空气法
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（1）排水法：
一、适用范围
不易或难溶解于水的气体
二、优点
a、易于收集到较纯净的气体
b、便于观察气体是否已经收集满
三、缺点
a、收集的气体不干燥
b、收集不如排空气法方便
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一、适用范围
密度比空气大的气体
二、优点
a、收集的气体较干燥
b、操作较为方便
三、缺点
a、较难判断气体是否已经收集满
b、收集到的气体可能不纯净
（2）向上排空气法
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一、适用范围
密度比空气小的气体
二、优点
a、收集的气体较干燥
b、操作较为方便
三、缺点
a、较难判断气体是否已经收集满
b、收集到的气体可能不纯净
（3）向下排空气法
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（过氧化氢溶液：无色液体）
（2）原理：
（二氧化锰：黑色固体）
过氧化氢 水 + 氧气
二氧化锰
H2O2 H2O O2
二氧化锰
作催化剂
1.分解过氧化氢溶液
（1）试剂：
五、实验室制取氧气
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（3） 装置：
固液常温型
反应物状态： 固体+液体
反应条件： 不需要加热
控制反应速率
液体没过管口，防止气体逸出
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（4） 步骤：
（1）组装仪器并检查气密性
夹紧止水夹，向长颈漏斗中加水，若长颈漏斗内产生一段水柱，则气密性良好
（2）装试剂
（3）收集氧气
先装二氧化锰，再加过氧化氢溶液
止水
单击此处添加标题文本内分解过氧化氢溶液制氧气
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2.加热高锰酸钾制取氧气
思考：该反应中反应物状态是 ，反应条件是 。
（1）反应原理：
暗紫色固体
黑色固体
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
固体
加热
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（2）制取装置
固体加热型
发生装置
依据：反应物是固体；反应条件是加热
收集装置
排水法
向上排空气法
依据：氧气不易溶于水，且不与水反应
依据：氧气密度比空气大
发生装置
收集装置
固体加热型
排水法
向上排空气法
（导管伸近集气瓶底部）
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试管口塞一团棉花
导管露出橡皮塞少许
试管口略向下倾斜
外焰加热
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实验 加热高锰酸钾制取氧气
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1.排水法和排空气法各有什么优点？
2.收集到氧气不纯的可能原因？
排水法收集到气体较纯净；排空气法收集到气体较干燥
排水法
向上排空气法
①导管未伸到集气瓶底部
①集气瓶没有装满水
②导管口刚有气泡冒出时就开始收集
②集气瓶口没有盖玻璃片
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氯酸钾 氯化钾 + 氧气
二氧化锰
KClO3 KCl O2
加热
3.加热氯酸钾(KClO3)制取氧气
在实验室中还可以采用加热氯酸钾(KClO3)固体的方法制取氧气，在该反应中，二氧化锰也作催化剂。请设计并绘制实验装置图，确定实验操作步骤，思考每项操作的原因和步骤，并与同学交流讨论。
课 堂 小 结
一、实验室制取氧气
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
过氧化氢 水 + 氧气
二、工业制取氧气的方法是 ，是______变化。
分离液态空气
物理
三、催化剂
“一变两不变”
4.3
氧气的实验室制取
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课堂小结
1.实验室用KMnO4固体制取O2并验证其性质，下列有关操作正确的是（ ）
A．加热KMnO4制O2 B．排水法收集O2
C．O2与铁丝反应 D．O2与硫反应
B
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课堂小结
2.（2023·雅安）实验室常用过氧化氢溶液制取氧气，下列说法错误的是（ ）
A．实验前应先检查装置气密性
B．MnO2在反应前后质量和性质不变
C．收集氧气可用向上排空气法
D．将带火星的木条置于集气瓶口，木条复燃，证明氧气已收集满
B
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课堂小结
3.下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
A．在化学反应后其质量减小
B．催化剂只能加快化学反应速率
C．在化学反应后其化学性质不变
D．过氧化氢分解反应中，只能用二氧化锰作催化剂
C
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课堂小结
4.（2023·广安）下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置，结合图示，回答下列问题：
若实验室用装置B、D组合制取氧气，其反应的符号表达式为 。若用装置E收集氧气，验满时，应将带火星的木条置于装置E的 （填“a”或“b”）处。
H2O2
MnO2
H2O + O2
b
止水
THANK YOU

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