精品09制取氧气提高 知识讲解Word文档下载推荐.docx
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把药品装入试管内,塞好带导管的橡皮塞。
(3)定:
把试管固定在铁架台上,使试管口稍向下倾斜。
集气瓶装满水,倒扣在水槽中。
(4)点:
点燃酒精灯,均匀预热后再集中在药品部位加热。
(5)收:
导管口有连续气泡产生时再收集氧气。
(6)离:
实验结束,先将导气管从水槽中取出。
(7)熄:
最后熄灭酒精灯。
【要点诠释】
1.实验室(高锰酸钾加热)制取氧气应注意的事项
(1)药品要平铺在试管底部,使其均匀受热。
(2)铁夹要夹在距离试管口1/3处。
(3)试管内的导管稍伸出胶塞即可,便于气体导出。
(4)试管口应略向下倾斜,防止加热时产生的冷凝水倒流,使试管受热不均匀而炸裂。
(5)试管口处要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。
(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内,当导管口产生连续气泡时才能开始收集,因开始排出的气体含有装置内的空气。
(7)收集完毕,先将导管移出水面,然后再熄灭酒精灯,防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。
(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片,正放,因为氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。
2.制取气体时反应装置的选择
气体的反应装置包括发生装置和收集装置两部分:
(1)发生装置的选择:
选择的依据是反应物的状态和反应条件(如下图所示)。
①固体反应物加热制取气体(如高锰酸钾制氧气):
固体+固体(加热型);
②液体反应物不加热制取气体(如过氧化氢制氧气):
固体+液体(不加热型)。
(2)收集装置的选择:
选择的依据是气体的密度和溶解性。
①当气体不与水反应且难溶于水或不易溶于水时(如氧气),采用排水法收集(如下图丙所示);
②当气体不与空气中的成分反应且密度大于空气(如氧气),采用向上排空气法收集(如下图甲所示);
③当气体不与空气中的成分反应且密度小于空气(如氢气),采用向下排空气法收集(如下图乙所示)。
要点二、催化剂和催化作用
1.催化剂:
在化学反应里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做催化剂(又叫作触媒)。
2.催化作用:
催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
1.“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义,不只包括“加快”。
2.在化学反应前后,催化剂的“质量”和“化学性质”不变,其物理性质可能改变。
3.在化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,并不是说反应过程中也不变。
4.催化剂不能增多或减少生成物的质量。
5.用过氧化氢或者氯酸钾制氧气时常加入催化剂二氧化锰(黑色粉末),但能用作催化剂的物质不仅仅是二氧化锰一种。
6.在有些反应中,二氧化锰不是催化剂。
如高锰酸钾分解的反应中,二氧化锰是生成物。
7.催化剂的特点:
“一变二不变”,“一变”是改变反应速率,“二不变”是反应前后质量不变,化学性质不变。
要点三、化合反应与分解反应
化合反应
分解反应
概念
由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应
形式
A﹢B→AB
AB→A+B
实例
磷﹢氧气
五氧化二磷
1.化合反应和分解反应都属于基本反应类型,而氧化反应不属于基本反应类型。
2.判断时要抓住其特点:
化合反应是“多变一”,分解反应是“一变多”。
要点四、氧气的工业制法
工业上采用分离液态空气法制取氧气。
具体做法是:
在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发。
由于液态氮的沸点(-196℃)比液态氧的沸点(-183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要就是液态氧了。
【要点诠释】
1.实验室制取氧气发生了化学变化,工业制取氧气发生的是物理变化。
2.实验室制取氧气具有反应快、操作简便、便于收集等优点,但成本高,无法大量生产;
而氧气的工业制法是利用廉价、易得的空气为原料,成本低,可以大量生产。
【典型例题】
类型一、考查实验室制取氧气
1.(2011.苏州市)下列关于产生氧气方法的叙述中,错误的是()
A.空气中的氧气主要来自于植物的光合作用
B.工业上用分离液态空气的方法制取氧气是分解反应
C.实验室用过氧化氢制取氧气发生了化学变化
D.实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气
【答案】B
【解析】工业上分离液态空气,是利用氧气和氮气的沸点不同,将氧气分离出来,这一变化无新物质生成,属于物理变化,故B错误。
【总结升华】没有新物质生成的变化是物理变化;
有新物质生成的变化是化学变化,又叫化学反应。
分解反应首先是一种化学变化,是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应。
2.下图是实验室制取气体的常用装置。
(1)仪器①的名称是,仪器②的名称是。
(2)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式为;
实验时应在试管口放一团棉花,其作用是;
用排水法收集氧气的合适时机是。
(3)分解过氧化氢溶液制取氧气应选用的发生装置是(填装置字母);
选择该发生装置的依据是。
【思路点拨】本题考查氧气的实验室制法。
学生平时要对制取氧气及其他基本实验熟练掌握和实践,这样就会很容易解答。
【答案与解析】
(1)长颈漏斗集气瓶
(2)高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气防止加热时高锰酸钾粉末进入导管导管口有气泡均匀连续冒出时
(3)B反应物是液体与固体且反应不需加热
【总结升华】
(2)加热高锰酸钾前导管不能伸入集气瓶口内,当导管口产生连续气泡时才能开始收集,因开始排出的气体含有装置内的空气。
举一反三:
【变式】化学是一门以实验为基础的科学。
结合下列实验装置图回答问题:
(1)写出带有序号仪器的名称:
①, ②。
(2)下面四种途径都可以得到氧气:
写出实验室中通过甲、乙两种途径制取氧气的文字表达式:
甲:
;
乙:
。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是(填字母代号)。
用排水收集氧气完毕后,停止加热时的操作顺序是先,然后,以防止水倒吸入热的试管中,造成试管破裂。
【答案】
(1)试管 集气瓶
(2)甲:
水+氧气
乙:
高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
(3)A 把导管移出水面 熄灭酒精灯
类型二、考查分解反应和化合反应
3.以下各反应中,属于化合反应的是,属于分解反应的,属于氧化反应的是,既是化合反应又是氧化反应的是。
A.铁+氧气
四氧化三铁 B.二氧化碳+水
碳酸
C.过氧化氢
水+氧气 D.甲烷+氧气
二氧化碳+水
E.碳+氧气
二氧化碳 F.氧化汞
汞+氧气
【答案】 ABE CF ADE AE
【解析】ABE都是由两种物质生成一种物质,属于化合反应;
CF是由一种物质生成两种物质,属于分解反应;
ADE是物质跟氧发生的反应,属于氧化反应;
AE既是化合反应又是氧化反应。
【总结升华】化合反应是“多变一”;
分解反应是“一变多”;
氧化反应是物质与氧(包括氧气)发生的反应,即反应物中如果有氧气参加的反应就是氧化反应。
举一反三:
【变式】下列反应中,属于分解反应的是。
①高锰酸钾
锰酸钾+二氧化锰+氧气
②氧化汞
③碳+氧气
二氧化碳
④过氧化氢
水+氧气
【答案】①②④
类型三、考查催化剂和催化作用
4.下列关于催化剂的说法正确的是( )(高清课堂《制取氧气》习题1)
A.用过氧化氢制氧气时,加入催化剂可使生成氧气的质量增加
B.必须能加快其他反应速率的物质才是催化剂
C.二氧化锰只能用作催化剂
D.加入催化剂,过氧化氢发生分解的温度降低并且放出氧气的速率加快
【思路点拨】正确理解催化剂的概念。
【答案】D
【解析】催化剂是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都不变的物质。
改变不只是加快也可能减慢;
加入催化剂能改变反应速率,但不能增加生成物的质量;
一个反应的催化剂在其他反应中不一定是催化剂,二氧化锰在过氧化氢分解时是催化剂,而在高锰酸钾分解时是生成物。
过氧化氢中加入催化剂可以使分解的温度降低并且放出氧气的速率加快。
故D是正确的。
【总结升华】催化剂的特点:
“一变二不变”,一变是改变反应速率,二不变是反应前后质量不变,化学性质不变。
【变式】“神州七号”太空舱利用镍铁氧体(NiFe2O4)将航天员呼出的二氧化碳转化为氧气,而镍铁氧体本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。
你认为镍铁氧体在这一反应中是作( )
A.反应物 B.生成物 C.催化剂 D.消毒剂
【答案】C
【巩固练习】
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.以下对氧气的描述中,错误的是( )
A.通常情况下,氧气是一种无色无味的气体
B.氧气极易溶于水
C.可以用排水法收集氧气
D.氧气是一种化学性质比较活泼的气体
2.催化剂在化学反应前后:
①质量变小;
②质量不变;
③化学性质改变;
④化学性质不变;
⑤二氧化锰可以作为各种反应的催化剂。
在上述说法中正确的是( )
A.①③ B.②④ C.②④⑤ D.②③
3.将实验室用过氧化氢制取氧气和用高锰酸钾制取氧气进行比较,下列说法正确的是( )
A.气体发生装置可能相同 B.反应条件相同
C.反应物状态相同 D.反应的基本反应类型相同
4.可以鉴别出氧气和空气两瓶气体的简单的方法是()
A.闻气味 B.用天平称量
C.倒入澄清的石灰水 D.用带火星的木条分别伸入瓶中
5.实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中,不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒 B.大试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台 D.导管、单孔塞
6.实验室可用下图所示装置收集各种气体,其中可用于收集氧气的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
7.实验室制取气体选择收集方法时,对气体的下列性质不必考虑的是( )
A.颜色 B.密度 C.溶解性 D.是否与水反应
8.下列反应属于分解反应的是( )
A.红磷+氧气
B.石蜡+氧气
C.碱式碳酸铜
氧化铜+二氧化碳+水
D.铁丝+氧气
四氧化三铁
9.实验室制取氧气一般不选用的药品是( )
A.氯酸钾和二氧化锰 B.高锰酸钾
C.过氧化氢和二氧化锰 D.空气
10.下表各组中,实验操作和目的对应关系不正确的是( )
A.
加热试管时,先均匀加热后集中加热
防止试管炸裂
B.
量取液体时,视线与凹液面最低处保持水平
防止读数错误
C.
铁丝在氧气中燃烧时,集气瓶底部放少量水
使实验现象更加明显
D.
用双氧水制氧气时,加入少量二氧化锰
加快氧气生成速度
二、填空题
11.实验室用下图所示装置制取氧气。
请你回答下列问题:
(1)用高锰酸钾制取氧气的文字表达是。
(2)该装置试管中蓬松的棉花团的作用是;
实验结束时先将导管移出水面,再熄灭酒精灯的目的是防止现象的发生。
12.正确的实验操作能保证实验顺利进行。
(1)用酒精灯给试管中高锰酸钾药品加热时,要用酒精灯火焰的_________,原因是。
(2)做细铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶底应预先__________________,原因是。
三、综合题
13.下图是实验室制取氧气的两种装置,请回答下列问题。
(1)写出甲装置中发生反应的文字表达式。
(2)乙装置收集氧气时需要用带火星的木条来验满,这是利用了氧气的性。
甲、乙两种制取氧气的方法相比,乙方法的优点是。
14.进行完“高锰酸钾制取氧气和氧气性质”的探究后,请你回答下列探究内容:
(1)制取氧气时,我用到的加热仪器是。
(2)制取操作过程中,氧气收集完成后,停止加热时,我是先,然后再。
(3)做氧气的性质探究时,我用下图所示的操作流程探究木炭与氧气反应生成了什么?
C操作,为了使木炭与氧气完全反应,我的操作方法是。
D操作,用烧杯倾倒的液体是澄清石灰水,得出的探究结论是。
15.神州七号载人飞船成功返航,标志着我国已跨入航天领域国际先进行列。
(1)在宇宙飞船上可以安装盛有过氧化钠(Na2O2)的装置,它的作用是与人呼出的二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,写出该反应的文字表达式:
。
(2)请在下图所示仪器中选择适当的仪器组成一套用过氧化氢制取并收集干燥的氧气的装置,各仪器从左到右的接口顺序是( )一( )( )一( )。
(填各仪器接口处的字母)。
(3)证明集气瓶中的氧气已经收集满的方法是 。
1.【答案】B
【解析】氧气不易溶于水,而不是极易溶于水。
2.【答案】B
【解析】催化剂的特点是“一变二不变”,一变是改变反应速率,二不变是反应前后质量不变,化学性质不变。
3.【答案】D
【解析】过氧化氢制取氧气和高锰酸钾制取氧气的比较:
①气体发生装置不同;
②反应物状态不同;
③反应条件也不同;
④反应的基本类型相同,都是分解反应。
4.【答案】D
【解析】氧气、空气都没有气味;
二者密度相差不大,很难用称量的方法区别出来;
二者都不和石灰水反应;
氧气可以使带火星的木条复燃,而空气不能使带火星的木条复燃。
5.【答案】A
【解析】用高锰酸钾制取氧气实验中,用不到烧杯和玻璃棒。
6.【答案】A
【解析】实验室用排水法或向上排空气法收集氧气,因为氧气不易溶于水且密度比空气大。
7.【答案】A
【解析】气体收集装置选择的依据是气体的密度和溶解性。
①当气体不与水反应且难溶于水或不易溶于水时,可采用排水法收集;
②当气体不与空气中的成分反应且密度大于空气,采用向上排空气法收集;
③当气体不与空气中的成分反应且密度小于空气,采用向下排空气法收集。
8.【答案】C
【解析】分解反应的特点是“一变多”。
9.【答案】D
【解析】实验室制取气体的一般要求是反应快、操作简便、便于收集等。
利用廉价、易得的空气制取大量氧气是氧气的工业制法;
但因反应时间较长,操作较复杂等,不适合在实验室中制取氧气。
10.【答案】C
【解析】做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶底要预先放一些细沙或水,防止生成物熔化后(高温)溅落下来炸裂瓶底。
11.【答案】
(1)高锰酸钾
(2)防止加热时高锰酸钾粉末进入导管水槽里的水倒流炸裂试管
【解析】如试管中不放棉花团,加热时高锰酸钾粉末会进入导管。
如先熄灭酒精灯,不从水槽中拿出导管,试管冷却后管内压强减小,水槽里的水会倒流入试管而使试管炸裂。
12.【答案】
(1)外焰外焰温度高
(2)铺一层细沙(或倒入少量水)防止生成物熔化后溅落使瓶底炸裂
【解析】
(1)给物质加热要用酒精灯火焰的外焰,因为外焰的温度最高;
(2)为了防止高温燃烧产物炸裂集气瓶,应预先在集气瓶底放少量水或细沙。
13.【答案】
(1)高锰酸钾
(2)助燃(或氧化)操作简便、节能、安全等(答一点即可)
(1)甲装置需要加热且在试管口堵上一团棉花,所以,甲装置是用高锰酸钾制取氧气。
(2)氧气能助燃,体现了氧气的氧化性;
乙装置制取氧气的优点是反应不需加热,操作简便,节约能源以及安全等。
【总结升华】比较两种方案的优缺点时,从以下几方面考虑:
①是否操作简便;
②是否环保;
③是否节能;
④是否安全;
⑤是否制取成本低等。
14.【答案】
(1)酒精灯
(2)从水中取出导气管熄灭酒精灯
(3)将红热木炭自上而下缓慢伸入集气瓶中生成物是二氧化碳
(2)氧气收集完毕,先将导管拿出水槽,然后再熄灭酒精灯,防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。
(3)做木炭等物质在氧气中燃烧的实验时,应将红热木炭自上而下慢慢伸入到集气瓶的中下部;
如果迅速伸入到瓶底,物质燃烧放出的热量使氧气受热膨胀,大量氧气逸出到瓶外,可燃物将不能持续燃烧。
15.【答案】
(1)过氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+氧气
(2)bfeg
(3)将带火星的小木条放在g处,若复燃证明氧气已经收集满
【解析】在宇宙飞船特殊的环境下,利用过氧化钠不但可以制得氧气,同时还消耗了人呼出的二氧化碳气体,可谓一举两得。
不同的药品状态和反应条件,需要选择不同的制取装置制取氧气,干燥氧气可以选择浓硫酸,但要注意洗气时是“长管进、短管出”。
验满时将带火星的木条放在集气瓶口即可。
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