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1、氧氣的制取
1. 氧氣的制備
(1) 分解過氧化氫溶液制取氧氣
方程式:
【氧氣的檢驗:能使帶火星的木條復(fù)燃】
什么是催化劑?
化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)反應(yīng)速率,本身質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后沒有改變的物質(zhì)叫催化劑
【注】能影響化學(xué)反應(yīng)速率的其他因素——溫度、反應(yīng)物濃度等。
(2) 加熱高錳酸鉀來制取氧氣
方程式:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
【注意】
①鐵夾應(yīng)夾在試管的中上部。
②試管口應(yīng)略向下傾斜,防止冷凝水倒流炸裂試管。
③導(dǎo)氣管伸入試管內(nèi)不易過長,略露出膠塞即可。
④加熱時用酒精燈的外焰進(jìn)行加熱。要先預(yù)熱,再集中加
2、熱有藥品的部位。
⑤用高錳酸鉀來制取氧氣時,必須在試管口塞一團(tuán)棉花
⑥實驗結(jié)束后要先將導(dǎo)氣管從水槽中取出,再熄滅酒精燈。
⑦用排空氣法收集氧氣時應(yīng)采用瓶口向上排空氣法,導(dǎo)管口要盡量伸到集氣瓶底部。
如下圖所示:【排水法該怎樣收集呢?】
向上排空氣法 向下排空氣法 排水法
【思考】如何檢查氣體發(fā)生裝置的氣密性?
【答案】將導(dǎo)氣管插入水槽中,雙手握住試管,觀察水槽中導(dǎo)氣管口,有氣泡冒出則證明氣密性良好。
【思考】為什么可以用排水法收集氧氣?
【答案】因為氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生反應(yīng)。
【思考】制取氧氣收集完畢是應(yīng)該
3、先撤酒精燈再撤導(dǎo)管,還是應(yīng)該先從水槽中撤導(dǎo)管后再撤酒精燈?
【答案】應(yīng)先將導(dǎo)氣管從水槽中取出,再將酒精燈撤走,以防止水槽中的水倒吸至試管使試管炸裂。
【思考】如何檢驗氧氣瓶內(nèi)氣體是否集滿?
【答案】驗滿要將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果木條能夠復(fù)燃,則證明瓶內(nèi)氧氣已集滿
(3) 以二氧化錳為催化劑,加熱氯酸鉀來制?。ㄑb置與高錳酸鉀的制取氧氣一致)
2KClO3 2KCl + 3O2↑
注意:氯酸鉀制氧氣不用在試管口放置棉花。
(4) 工業(yè)制氧氣
在工業(yè)上要用到大量的氧氣,實驗室的這幾種方法肯定不能滿足需要,那么在工業(yè)上我們要怎樣制取大量的氧氣呢?
分離液態(tài)空氣法:
【小
4、貼士】
此過程是物理變化
原理:利用液態(tài)空氣中液氮(-196℃)和液氧(-183℃)的沸點不同。
過程:
練習(xí)反饋
【例1】 下列關(guān)于實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的說法正確的是( )
A.發(fā)生裝置選用長頸漏斗和錐形瓶 B.反應(yīng)不需要加熱
C.實驗時先檢查裝置的氣密性 D.驗滿時將帶火星的木條伸入集氣瓶中
【例2】 科學(xué)探究是一種奇妙的過程,請你一起參與實驗探究,并填寫下列空白:
(1)[提出問題] 曉松同學(xué)用雙氧水清洗傷口的時候,不小心將過氧化氫倒在水泥板上。發(fā)現(xiàn)有大量氣泡產(chǎn)生。曉松聯(lián)想到自己曾經(jīng)用二氧化錳做過過氧化氫分解的催化劑,他想水泥塊
5、是否也可以作雙氧水分解的催化劑呢?于是他到附近工地取回一些小水泥塊,用蒸餾水浸泡、沖洗、干燥,并進(jìn)行以下探究。
(2)[猜想] 水泥塊能做過氧化氫的催化劑
(3)[實驗驗證]
實驗步驟
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
實驗一
①
木條不復(fù)燃
常溫下過氧化氫溶液不分解
實驗二
在裝有過氧化氫溶液的試管中加入水泥塊,然后將帶有火星的木條伸入試管中
木條復(fù)燃
②
(4)[結(jié)論]水泥塊能加快過氧化氫的分解速率,故水泥塊能做過氧化氫分解的催化劑。
(5)[討論與反思]小芳認(rèn)為僅憑上述兩個實驗還不能證明水泥塊是過氧化氫分解的催化劑。他覺得需要加一個實驗: 探究:③
6、 。
[實驗步驟]準(zhǔn)確稱量水泥塊的質(zhì)量;完成實驗二;待反應(yīng)完成后,將試管里的物質(zhì)過濾,洗滌,④ 、 (操作步驟)對比反應(yīng)前后水泥塊的質(zhì)量。
[分析]如果水泥塊前后的質(zhì)量不變,則說明水泥塊可以作這個實驗的催化劑
(6)但小華認(rèn)為要證明曉松的猜想,小芳的補(bǔ)充實驗還是不充分,還需要補(bǔ)充一個探究實驗:
探究:⑤ 。
【例3】 下列說法正確的是( )
A.有
7、多種反應(yīng)物的反應(yīng)一定是化合反應(yīng) B.有氧氣參加的反應(yīng)一定是化合反應(yīng)
C.有多種生成物的反應(yīng)一定是分解反應(yīng) D.燃燒和緩慢氧化都是氧化反應(yīng)
【例4】 根據(jù)下圖回答問題。
(1)實驗儀器a的名稱是_____。
(2)實驗室用高錳酸鉀制氧氣的化學(xué)方程式為_____,應(yīng)選用的發(fā)生裝置是_____(填序號,下同)。
(3)實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣時,二氧化錳起_____作用,所選用的收集裝置是E或_____。
【例5】 回顧實驗室制取氣體的有關(guān)規(guī)律,以下是老師提供的一些實驗裝置。
(1)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的文字表式:
8、 。
(2)該實驗出現(xiàn)了如下異?,F(xiàn)象,試分析其原因。
現(xiàn)象
原因
水槽中的水呈紫紅色
水沿導(dǎo)管被倒吸進(jìn)入試管中
(3)小麗用分解過氧化氫的方法制取氧氣。
①實驗室利用該反應(yīng)制取氧氣所需要的儀器和用氯酸鉀制取氧氣所需要的儀器相比,一定不需的是_______。
②該方法使用二氧化錳作催化劑。小麗對催化劑的認(rèn)識不正確的有________。
A.二氧化錳在所有反應(yīng)中都可做催化劑
B.催化劑在反應(yīng)前后本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變
C.某些催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率
D.某些催化劑能夠減慢化學(xué)反應(yīng)速率
【例6】 為粗略測量空氣中O2與N
9、2的體積比,某學(xué)生設(shè)計了如右圖所示的實驗裝置進(jìn)行實驗。實驗時,先關(guān)閉彈簧夾a,將螺旋狀的銅絲在酒精燈的灼燒后迅速插入大試管,接觸試管底部的過量的白磷,然后立即塞緊橡皮塞。由于白磷的著火點比紅磷低得多,因此反應(yīng)很容易發(fā)生,可觀察到大試管中產(chǎn)生大量的白煙。試回答以下問題:
(1)試配平下列化學(xué)方程式:__P + __O2 —— ___P2O5
(2)待試管冷卻后打開彈簧夾,此時可觀察到的現(xiàn)象 為 _______________ ,據(jù)此可證實空氣中O2與N2的體積比大約為_______________。
(3)如果裝置氣密性不好,則測出的O2與N2的體積比將_________(填“偏大”
10、、“偏小”、或“不變”)。
【例7】 根據(jù)下圖回答問題。
a
A B C D E
請回答以下問題:
(1)裝置中標(biāo)“a”的儀器名稱是_____。
(2) 實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式為 ,反應(yīng)的發(fā)生裝置為 (填序號,下同),收集裝置是C或_______,選用這兩種收集方法的原因是__________;若選用B裝置制取氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
【例8】 從事科學(xué)實驗的重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行科學(xué)
11、實驗設(shè)計??茖W(xué)實驗的正確步驟應(yīng)為:①明確實驗?zāi)康模虎谑占嘘P(guān)資料;③設(shè)計合理方案;④進(jìn)行科學(xué)實驗。請你按照以上四個步驟,完成以下實驗設(shè)計,根據(jù)下圖回答問題:
A B C D E
(1)在實驗室中用過氧化氫(H2O2)制取氧氣。
[明確實驗?zāi)康腯:用過氧化氫在實驗室里制取氧氣。
[收集有關(guān)資料] 過氧化氫是一種無色液體,在二氧化錳的催化作用下,迅速分解出氧氣,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
[設(shè)計合理方案]:發(fā)生裝置選用
12、 (填序號,下同),收集裝置選用 。
[進(jìn)行科學(xué)實驗]
(2)在實驗室中,可以用加熱氯酸鉀(KClO3)和二氧化錳固體混合物制取氧氣。
①[明確實驗?zāi)康腯: 。
②[收集有關(guān)資料]:氯酸鉀是白色的固體,二氧化錳是黑色的固體。且二氧化錳在反應(yīng)中起 作用。
③設(shè)計合理方案:發(fā)生裝置選用 ,若選用D收集裝置收集氧氣,你驗證集氣瓶中是否已收集滿的方法是 。
【例9】 實驗室常用下列裝置研究氣體的制取和性質(zhì),根據(jù)所學(xué)知識
13、回答下列問題。
A B C D E F
(1) 寫出實驗室制取氧氣的一個化學(xué)方程式____________。利用該反應(yīng)制取氧氣,發(fā)生裝置應(yīng)選 ____________(填序號,下同)。
(2) 一氧化氮氣體難溶于水,在空氣中容易發(fā)生下列反應(yīng)2NO+O2==2NO2,則收集一氧化氮氣 體時不能用的裝置是(填序號)____________。
(3) 按圖F作細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗,我觀察到的現(xiàn)象有____________(只答一條),其相關(guān)的化學(xué)方程式是____________。
(4) 實驗室里將制得的二氧化碳?xì)怏w通入澄清石灰水中,始終未出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,可能的原因是____________。