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第1章第1节 空气的成分4学案
一、学习目标
掌握实验室制取氧气的三种方法（过氧化氢分解、氯酸钾分解、高锰酸钾分解）；
理解实验室制取氧气的反应原理，能写出相应的文字表达式；
学会根据反应物状态和条件选择发生装置，根据气体性质选择收集装置；
掌握高锰酸钾制取氧气的实验步骤和注意事项；
理解化合反应和分解反应的概念，并能举例说明。
二、学习重点与难点
学习重点：
实验室制取氧气的三种方法及其反应原理；
高锰酸钾制取氧气的实验操作步骤；
氧气的检验和验满方法；
化合反应与分解反应的概念。
学习难点：
根据反应物状态和反应条件选择合适的气体发生装置；
根据气体性质选择合适的气体收集装置；
高锰酸钾制取氧气的实验注意事项及原因分析。
三、学习过程
1. 实验室制取氧气的三种方法
方法 反应原理（文字表达式） 特点
过氧化氢分解法 过氧化氢 → 水 + 氧气 常温反应，需要二氧化锰作催化剂
氯酸钾分解法 氯酸钾 → 氯化钾 + 氧气 需要加热和二氧化锰作催化剂
高锰酸钾分解法 高锰酸钾 → 锰酸钾+二氧化锰+氧气 需要加热，不需催化剂
2. 实验装置的选择
发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件。
固液常温型：适用于过氧化氢分解制氧气；
固固加热型：适用于氯酸钾或高锰酸钾分解制氧气。
收集装置的选择依据：气体的溶解性和密度。
排水法：适用于不易溶于水的气体（如氧气），收集的气体较纯净但含有水蒸气；
排空气法：
向上排空气法：适用于密度比空气大的气体（如氧气）；
向下排空气法：适用于密度比空气小的气体。
3. 高锰酸钾制取氧气实验
实验步骤：
检查装置的气密性；
在试管中装入约7克高锰酸钾，并在试管口放一团棉花；
塞紧带导管的橡皮塞，使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上；
点燃酒精灯，先来回移动预热试管，然后集中加热药品处；
当导管口有连续、均匀的气泡冒出时，开始收集气体；
收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯。
注意事项及原因：
注意事项 原因
试管口应略向下倾斜 防止冷凝水倒流引起试管破裂
导管应稍露出橡皮塞 便于排出试管内空气，防止收集的氧气不纯
铁夹应夹在离试管口1/3处 夹持更稳定，便于控制试管
试管口放一团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管
加热前先预热试管 防止试管受热不均而破裂
气泡连续均匀放出时再收集 确保排出装置内空气，收集纯净氧气
实验结束时先移导管后灭酒精灯 防止水槽中的水倒吸入试管使试管破裂
4. 氧气的检验和验满
检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，则证明是氧气；
验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已收集满。
5. 实验装置易见错误分析
铁夹应该夹在离试管口1/3处；
试管口应该略向下倾斜；
导管不能伸出橡皮塞太长；
导管不能伸入集气瓶底；
酒精灯中酒精太少。
6. 化合反应和分解反应
化合反应：由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
示例：碳 + 氧气 → 二氧化碳
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。
示例：高锰酸钾 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
区别：
化合反应：多变一（反应物多种，生成物一种）；
分解反应：一变多（反应物一种，生成物多种）。
四、当堂检测
1．下列反应中，属于化合反应的是
A．石蜡+氧气二氧化碳+水
B．硫+氧气二氧化硫
C．氯酸钾氯化钾+氧气
D．双氧水水+氧气
2．在下列变化中，既不属于化合反应，也不属于分解反应的是（　　）
A．碳+氧气二氧化碳 B．石蜡+氧气二氧化碳+水
C．氧化汞汞+氧气 D．铁+氧气四氧化三铁
3． 小科通过视频号“胜哥课程”学会了实验室制取氧气的方法与技能。下列有关实验室制取氧气的操作正确的是（　　）
A．检查装置气密性 B．加入药品
C．收集气体 D．验满
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．试剂：烧瓶内的水起缓冲和稀释作用
B．收集：氧气的密度比空气大，可用向下排空气法收集
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．“胜哥”用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气、混合物的质量变化情况如图，下列分析正确的是（　　）
A．反应到时生成了b克氧气
B．P点处固体成分是和
C．时段固体混合物质量不变可能是温度没有达到氯酸钾分解温度
D．在时段，在混合物中的质量分数不断增大
6．如图是氮气与氢气在催化剂表面合成氨的反应过程。图示的微观变化与下列对应叙述正确的是(　　)
A．符合上述反应过程的顺序是③①②
B．此反应有化合物参加
C．原子在化学变化中是可分的
D．对应化合反应的方程式为2N+3H22NH3
7．实验室需收集一瓶约含空气的氧气，最合适的收集操作是 （　　）
A．集气瓶中装入的水 B．集气瓶中装入的水
C．导管伸入到集气瓶体积的处 D．导管伸入到集气瓶体积的处
8．下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　　）
A． B． C． D．
9．化合反应是基本化学反应类型之一，下列模型可表示化合反应的是（　　）
A． B．
C． D．
10．现有几种变化：
①氢气+氧气 水 ②乙炔+氧气 水+二氧化碳 ③碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水 ④氯化氢+氨气→氯化铵
其中属于化合反应的是　 　(填序号，下同)，属于分解反应的是　 　。
11．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了《实验室制取氧气的三种方法》。回答实验室制取氧气的相关问题。
（1）如果用高锰酸钾制取氧气，如图所示仪器①的名称为　 　，写出用高锰酸钾制取氧气发生反应的文字表达式：　 　 。
（2）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气.常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小．NH3极易溶于水。制取并收集NH3， 应该从上图中选择的装置是　 　 （填编号）。
（3）为测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，应选用如图装置　 　（填编号）。
12．氮气是一种无色、无味、不溶于水、密度与空气差不多的气体。实验室里常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取氮气，反应时发生装置外壁比较热。
（1）该反应是　 　(选填“放热”或“吸热”)反应。
（2）为提高制取氮气的纯度，从如图中选取该反应的实验室发生装置和收集装置分别是　 　。
13．如图是化学中“有名”的装置（万能瓶），有如下用途：
（1）可以用做向上排空气法收集氧气，从　 　端进氧气。
（2）可以用做排水法收集氧气，在集气瓶中装满水，从　 　端进氧气。
（3）医院里给病人输氧为了给氧气加湿和观察氧气的输出速度也可以在氧气瓶和病人之间连接该装置，在集气瓶装半瓶水，将　 　端接氧气钢瓶，通过观察　 　就知道氧气的输出速度。
14．如图为“氧气的制取和性质研究”的实验装置。
（1）甲图中锥形瓶内反应的化学方程式为　 　。
（2）下图是进行图乙实验时的几种操作，更能提高实验成功率的方式是　 　；
（3）若用环保空塑料输液袋装置收集氧气（图丙），验满时，带火星的木条放在导管　 　（填“m”或“n”）端，复燃则满。
15．如图是“胜哥”制取气体的有关仪器和装置，据图回答下列问题。
（1）请写出图中标有序号①的仪器名称：　 　；
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选择　 　 (从A~D中选择，填字母序号)组合装置；
（3）小明用排水法收集了一瓶氧气，测得氧气的纯度偏低，原因可能是____(填字母)；
A．收集气体前，集气瓶没有注满水
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
C．收集气体后，集气瓶中仍有少量水
（4）右图为上述反应过程中某变量y随时间的变化趋势，纵坐标表示的是____。
A．固体中氧元素的质量 B．生成O2的质量
C．固体中 MnO2的质量分数 D．固体中钾元素的质量
16．“胜哥”利用如图所示实验装置制取氧气。
（1）利用双氧水制取氧气，反应的化学方程式为 该反应属于基本反应类型中的　 　。
（2）若“胜哥”在收集装置B、C中选择B用来收集，则选择的依据是　
　。
（3）用装置B来收集氧气时，如何验满　 　。
（4）选择D装置测量生成氧气的体积时应该____(填字母)。
A．等到气泡连续且均匀冒出时再收集
B．导管口开始有气泡冒出，立刻收集
五、学习总结
本节课我们学习了实验室制取氧气的三种方法，重点掌握了高锰酸钾制取氧气的实验步骤和注意事项，理解了发生装置和收集装置的选择依据，并学习了化合反应和分解反应的概念。
知识要点归纳：
制氧方法：
过氧化氢分解法（常温，需要催化剂）
氯酸钾分解法（加热，需要催化剂）
高锰酸钾分解法（加热，不需催化剂）
装置选择：
发生装置：固液常温型、固固加热型
收集装置：排水法（不易溶于水）、排空气法（密度差异）
实验操作：
检查气密性→装药品→固定装置→加热→收集→结束操作
关键注意事项：试管口略向下、放棉花、先预热、连续均匀气泡再收集、先移导管后熄灯
反应类型：
化合反应：多变一
分解反应：一变多
学习方法建议：通过实验操作加深对制氧原理的理解，通过比较三种制氧方法的异同点构建知识网络，通过分析实验注意事项培养科学严谨的实验态度。
答案
1．B 2．B 3．A 4．A 5．C 6．A 7．B 8．D 9．C
10．①④；③
11．（1）长颈漏斗；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
（2）AE （3）丙
12．（1）放热 （2）BE
13．A；B；A；产生气泡的速度
14．（1）2H2O22H2O＋O2↑
（2）c （3）n
15．（1）试管 （2）AC （3）A；B （4）C
16．（1）分解反应 （2）氧气的密度比空气的密度大
（3）将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了
（4）B
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