科學(xué)觀念：了解工業(yè)制氧的方法；了解實(shí)驗(yàn)室制氧的原理；掌 握過(guò)氧化氫制氧的原理和方法；了解氧氣的驗(yàn)滿方法；了解、 化合反應(yīng)和分解反應(yīng)；了解催化劑的作用與特點(diǎn)；科學(xué)思維：合理選擇氣體的發(fā)生裝置和收集裝置；從多種信息 中選擇有用信息，從操作的安全性、簡(jiǎn)便性對(duì)檢查氣密性方 案進(jìn)行評(píng)價(jià)；探究實(shí)踐：通過(guò)雙氧水制氧法，學(xué)會(huì)選擇合適的發(fā)生裝置和收 集裝置，并能遷移到用高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣；態(tài)度責(zé)任：聽取和分析不同的觀點(diǎn)；修正自己的觀點(diǎn)，質(zhì)疑沒(méi) 有充分證據(jù)的結(jié)論或解釋。
1、常溫常壓下，氧氣是一種 色、 味、 溶于水的 體，密度比空氣 ，但在壓強(qiáng) 1.01×105 帕、-183℃時(shí)氧氣會(huì)液化成 的液體，在 -218℃時(shí)會(huì)凝固成 固體。2、氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較 ，可與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（1）紅磷在氧氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的 ，生成物為 ；（2）硫在氧氣空氣中燃燒時(shí)發(fā)出 ，生成物為有 氣味的 ；硫在氧氣中燃燒時(shí)發(fā)出 ，生成物是 ；鐵在氧氣中燃燒時(shí)， 四射，生成物為 色的 。3、氧化物是指由 組成，且其中一種為 的化合物。
無(wú) 無(wú) 不易
自然界中存在的氧氣幾乎都是由綠色植物光合作用產(chǎn)生的。而工業(yè)中使用的大量氧氣一般來(lái)自于空氣，實(shí)驗(yàn)室所需的氧氣一般來(lái)自化學(xué)反應(yīng)制取所得。
從空氣中獲得氧氣示意圖
光合作用產(chǎn)生氧氣示意圖
一、實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法1、原理： 利用過(guò)氧化氫（H2O2）、高錳酸鉀（K2MnO4）、氯酸鉀（KClO3）等含氧量較豐富的化合物，在一定條件下（加熱或催化作用），分解產(chǎn)生氧氣。
2、高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣： （1）原理： （2）實(shí)驗(yàn)裝置：
（3）氧氣的收集： ① 排水集氣法： 方法：先將集氣瓶中充滿水，用玻璃片蓋住瓶口；然后將集氣瓶倒置于水槽中。當(dāng)導(dǎo)管口有氣泡連續(xù)、均勻地放出時(shí)，再把導(dǎo)管口伸入集氣瓶?jī)?nèi)。若氣泡溢出瓶口，說(shuō)明氧氣已充滿集氣瓶。 原理：氧氣不易溶于水，故可采用排水集氣法進(jìn)行收集。
注意： 用加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)一定要先將導(dǎo)管移出水面，再熄滅酒精燈；以免水倒流引起試管破裂。
視頻：先移導(dǎo)管再滅酒精燈
②向上排空氣法收集氧氣： 方法：將集氣瓶放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，導(dǎo)氣管插入集氣瓶底，收集氣體，一開始的氣體不是純凈氣體，需要稍等一會(huì)才收集。當(dāng)檢驗(yàn)集氣瓶已經(jīng)收集滿后，取出導(dǎo)氣管，將玻璃片蓋上集氣瓶口。 原理：氣體的密度明顯大于空氣且不與空氣反應(yīng)時(shí)，可采用向上排空氣法進(jìn)行收集。
注意： 若氣體的密度小于空氣，則可采用向下排空氣法收集該氣體，如氫氣等。
（向上排空氣法收集氧氣）
（4）實(shí)驗(yàn)方法： ①可一個(gè)氣密性好的裝置； ②按圖連接裝置，注意試管口略向下傾斜，以防止試管口的冷凝水倒流入試管底而使試管破裂； ③用藥匙或紙槽向試管中加入適量的高錳酸鉀（或氯酸鉀與二氧化錳混合物）； ④先預(yù)熱試管，再固定加熱藥品； ⑤收集一瓶氧氣，加蓋后正放在桌面上。
視頻1、排水法收集氧氣
3、過(guò)氧化氫制取氧氣： （1）原理： （2）實(shí)驗(yàn)裝置：
（3）二氧化錳（MnO2）的作用： ①過(guò)氧化氫制取氧氣實(shí)驗(yàn)中，二氧化錳是催化劑（工業(yè)上又稱觸媒），能加快過(guò)氧化氫的分解； ②催化劑能改變（加快或減慢）化學(xué)反應(yīng)的速率，且本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變，催化劑所起的作用稱為催化作用； ③氯酸鉀制氧氣實(shí)驗(yàn)中的二氧化錳也是催化劑，其作用是加速氯酸鉀的分解； ④催化劑的種類有很多種。
實(shí)驗(yàn)：用過(guò)氧化氫（雙氧水）制取氧氣 a、如圖，連接裝置； b、在錐形瓶中加入50mL水及0.5克MnO2；并分液漏斗中加入20-50mL15%的H2O2， c、轉(zhuǎn)動(dòng)分液漏斗的活塞，滴加過(guò)氧化氫，待裝置中排凈空氣后，用排水法收集一瓶氧氣； d、并驗(yàn)證收集到的是氧氣。
視頻：過(guò)氧化氫制取氧氣
1）說(shuō)一說(shuō)，使用分液漏斗的好處是什么？如果將分液漏斗換成長(zhǎng)頸漏斗，則應(yīng)該注意什么？
分液漏斗可以有效調(diào)整藥液加入量，從而可以控制反應(yīng)的速率、反應(yīng)的發(fā)生和停止，這對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常重要的功能； 若將分液漏斗換成長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，應(yīng)注意長(zhǎng)頸漏斗下端管口要插入液面下，以防止產(chǎn)生的氣體從漏斗處溢出，導(dǎo)致收集不到氣體。
在實(shí)驗(yàn)室中，我們通常不選擇電解水的方式來(lái)制取氧氣。這是因?yàn)殡娊馑倪^(guò)程不僅耗時(shí)，而且耗能，同時(shí)還伴隨著其他氣體（如氫氣）的產(chǎn)生，這些氣體的分離和處理較為復(fù)雜。此外，電解水所需的裝置（如電解器）較大且不便攜帶，不符合實(shí)驗(yàn)室制取藥品經(jīng)濟(jì)、便捷的要求。
2）我們知道電解水也能產(chǎn)生氧氣，但實(shí)驗(yàn)室中，為什么不選擇電解水的方式來(lái)制取氧氣？
3）比較下列四個(gè)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物和生成物種類和數(shù)量有什么相同和不同：①S在O2里燃燒生成SO2；②鐵絲在O2里燃燒生成Fe3O4；③用KMnO4制取O2；④用H2O2制取O2。
反應(yīng)物兩種，生成物一種
反應(yīng)物一種，生成物兩種或三種
二、分解反應(yīng)和化合反應(yīng)1、分解反應(yīng)：由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上的物質(zhì)的反應(yīng)； 2、化合反應(yīng)：由兩種或兩種以上物質(zhì)反應(yīng)后生成一種物質(zhì)的反應(yīng)；3、分解反應(yīng)和化合反應(yīng)都屬于化學(xué)反應(yīng)的基本類型。 化學(xué)反應(yīng)的四種基本類型：分解反應(yīng)、化合反應(yīng)、置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)。
模型：A→B+C+……
模型：A+B+……→C
三、工業(yè)制氧氣的方法1、工業(yè)制氧的方法： 在工業(yè)生產(chǎn)中往往也需要用到大量的氧氣。工業(yè)制氧有多種方法，空氣冷凍分離法就是其中一種常用的方法。2、“空氣冷凍分離法”的流程：
（液氧裝在藍(lán)色鋼瓶中）
（液氮裝在黑色鋼瓶中）
3、膜分離技術(shù)： 在一定壓力下讓空氣通過(guò)具有富集氧氣功能的薄膜，可以得到含氧量較高的富集氧氣。
注意： 空氣冷凍分離法和膜分享技術(shù)獲得氧氣的方法都屬于物理方法。
1、下列變化中，既不屬于化合反應(yīng)又不屬于分解反應(yīng)，但屬于氧化反應(yīng)的是（　 ?。?A．甲烷+氧氣點(diǎn)燃二氧化碳+水 B．硫+氫氣 點(diǎn)燃 硫化氫 C．氧化汞加熱汞+氧氣 D．氧氣+氫氣點(diǎn)燃水
2、空氣是人類寶貴的自然資源，是地球上一切生命賴以生存的物質(zhì)，下列有關(guān)空氣的說(shuō)法中，正確的是（　 ?。? A．經(jīng)過(guò)凈化后的空氣是純凈物 B．氧氣降溫至-218℃變成一種淡藍(lán)色的雪花狀固體，說(shuō)明降溫可使氧氣轉(zhuǎn)化成新的物質(zhì) C．分離液態(tài)空氣得到氧氣和氮?dú)獾倪^(guò)程中發(fā)生了化學(xué)反應(yīng) D．氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在一定條件下也能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，工業(yè)上用它制氮肥
3、下圖表示用雙氧水制取氧氣實(shí)驗(yàn)中的幾個(gè)基本操作，其中操作錯(cuò)誤的是（?? ） A.?傾倒溶液???B.?收集氧氣 C.?檢查裝置氣密性? ?D.?驗(yàn)滿
4、請(qǐng)結(jié)合如圖裝置圖回答問(wèn)題：（1）儀器①的名稱是　 　。（2）把裝置A制取的某氣體從裝置B的a端通入，B中蠟燭燃燒更旺，則裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是　 　。你認(rèn)為下列哪些物質(zhì)不能單獨(dú)作為制取該氣體的反應(yīng)物　 ?。ㄌ钚蛱?hào)）。A．NaCl B．KMnO4 C．H2O D D．CH4（3）用裝置A、C制取并收集該氣體，當(dāng)裝置C中的導(dǎo)管口有氣泡　 　冒出時(shí)，再把導(dǎo)管口伸入盛滿水的集氣瓶里。在收集過(guò)程中發(fā)現(xiàn)裝置A中有大量氣泡產(chǎn)生，而裝置C中只有少量氣泡冒出。你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中忘記了的操作是　 　。
檢查裝置的氣密性；
5、如圖是“加熱高錳酸鉀制取氧氣”實(shí)驗(yàn)的部分儀器或裝置。 （1）連接發(fā)生裝置時(shí)，需要用到圖甲中的儀器有________（填數(shù)字序號(hào)）。 （2）若高錳酸鉀里有雜質(zhì)（雜質(zhì)受熱不分解），為了測(cè)定高錳酸鉀的純度，通過(guò)圖乙裝置收集并測(cè)量氧氣的體積。為了使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，開始收集氣體的時(shí)間應(yīng)該是（ ??） A. 檢驗(yàn)氧氣的純度后 B. 導(dǎo)管口有氣泡冒出時(shí) C. 冒出的氣泡連續(xù)均勻時(shí)
1、實(shí)驗(yàn)室里的氧氣可以用加熱分解高錳酸鉀(KMnO4)或氯酸鉀(KClO3)的方法來(lái)制取，也可以用分解過(guò)氧化氫(H2O2)的方法來(lái)制取。2、二氧化錳(MnO2)只起改變(加速)反應(yīng)速度的作用，本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有改變。這種物質(zhì)叫做催化劑，工業(yè)上又叫做觸媒。催化劑在反應(yīng)中起催化作用。3、工業(yè)制氧有多種方法，空氣冷凍分離法就是其中一種常用的方法。近年來(lái)，利用膜分離技術(shù)，在一定壓力下讓空氣通過(guò)具有富集氧氣功能的薄膜，可以得到含氧量較高的富集氧氣。4、化合反應(yīng)時(shí)兩種或兩種以上物質(zhì)反應(yīng)生成一種物質(zhì)；分解反應(yīng)時(shí)一種物質(zhì)反應(yīng)生成兩種或兩種以上物質(zhì)；化合反應(yīng)和分解反應(yīng)都屬于化學(xué)反應(yīng)的基本類型。
3.1空氣與氧氣（3） ……氧氣的制取1、實(shí)驗(yàn)室里的氧氣：2、催化劑：改變反應(yīng)速度的作用；本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。 催化劑：催化作用。 3、工業(yè)制氧：空氣冷凍分離法、膜分離技術(shù)等。4、化合反應(yīng)：A+B+……→C； 分解反應(yīng)：A→B+C+……。

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第1節(jié) 空氣與氧氣

版本： 浙教版（2024）

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