新人教版九年级化学上册例题精讲：第2单元 课题3制取氧气

课题3制取氧气答案：(1)高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气(2)加热固体(3)排水法(或向上排空气法)(4)氯酸钾氯化钾氧气(5)过氧化氢水氧气(6)固体液体(常温)(7)物理(8)化学反应速率(9)质量不变(10)化学性质1实验室加热高锰酸钾制取氧气(1)实验药品高锰酸钾(暗紫色固体，俗称灰锰氧或PP粉)。(2)反应原理高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气。(3)发生装置加热法制取氧气，反应物都是固体，反应条件是加热，发生装置如图所示。谈重点 高锰酸钾制氧气时管口略向下倾斜，管口放一团棉花的原因(1)试管口应略向下倾斜，防止加热时冷凝水回流到热的试管底部，引起试管炸裂。(2)用高锰酸钾制取氧气时，试管口部应放一团棉花，以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，造成堵塞。(4)收集装置可根据氧气的密度和溶解性来确定收集装置(如图，A为排水法，B为向上排空气法)。(5)实验步骤实验步骤操作方法及注意事项检查装置气密性将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手一会儿，导管口形成一段水柱，说明装置不漏气药品装入试管按固体药品的取用方法，将固体装入试管，平铺在试管底部。试管口部要塞一团棉花将试管固定在铁架台上铁夹夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流，试管炸裂点燃酒精灯加热先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中药品部位处加热排水法(或向上排空气法)收集氧气集气瓶内装满水，不留气泡，当导管口产生连续气泡时才开始收集收集完毕，撤出导管导管不离开水槽，不能熄灭酒精灯熄灭酒精灯撤离导管后才能熄灭酒精灯“检查装置气密性的方法点技巧 用高锰酸钾制取氧气的步骤记忆口诀用高锰酸钾或氯酸钾制氧气的实验步骤可简记为“查、装、定、点、收、离、熄”。(6)检验将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明该气体是氧气。(7)验满用排水法收集到的氧气，无需验满。对用向上排空气法收集到的氧气，验满时，应将带火星的木条放到集气瓶口部，若木条复燃，证明氧气已充满集气瓶。辨误区 氧气的验证与验满验证与验满的操作不同。验证是确定气体是否是氧气；验满是指在知道气体是氧气的前提下，检验它是否已充满集气瓶。【例1】实验室用如图所示装置，通过加热高锰酸钾制取氧气。请你回答下列问题：(1)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学反应文字表达式是_。(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_。(3)某同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气，当实验结束时，发现试管炸裂了，请分析引起试管破裂的三个原因：_；_；_。解析：(1)书写化学反应文字表达式时要正确写出反应物、生成物和反应条件。(2)高锰酸钾是粉末状物质，加热时反应较快，试管口放一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末被氧气气流吹入导气管。实验结束时，要先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯，目的是防止因试管内压强降低，水槽中的水沿导管倒吸到热试管中，造成试管炸裂。(3)该实验中若操作不规范，如加热时没有先预热，试管外壁有水，试管触及焰心，试管口没有略向下倾斜，实验结束时没有先将导管移出水面就熄灭了酒精灯等，都可能引起试管炸裂。答案：(1)高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气(2)防止氧气气流把高锰酸钾小颗粒吹入导管，堵塞导管，或进入水槽，把水染成紫红色水倒流回试管，炸裂试管(3)没有先将导管从水槽中取出便停止加热，使水倒吸到热试管中加热时，试管口没有略朝下倾斜，导致冷凝水倒流到试管底部试管外壁有水，未擦干即加热未预热试管底部触及灯芯加热(答案合理即可)2分解过氧化氢溶液制取氧气(1)分解过氧化氢溶液制取氧气的实验探究实验操作实验现象步骤中带火星的木条不复燃，试管内无气泡产生；步骤中有大量气泡产生；步骤中带火星的木条复燃实验结论在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解，产生氧气。化学反应文字表达式：过氧化氢水氧气(2)实验室利用过氧化氢制取氧气根据反应物状态和反应条件选择发生装置。用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气，过氧化氢溶液是无色液体，二氧化锰是黑色粉末状固体，反应条件是常温，无需加热，因此发生装置可选用如图中A或B或C装置。说明：上述三个发生装置中，装置B、C与A相比，优点是B、C便于随时添加过氧化氢溶液；装置C与B相比，优点是C可通过调节分液漏斗的活塞来控制滴加过氧化氢溶液的量，从而控制反应速率。根据氧气的溶解性和密度选择收集装置a由于氧气不易溶于水且不与水发生反应，故欲制取较纯净的氧气时，需采用排水法收集，如图A；b由于氧气的密度比空气的密度大，故欲制取较干燥的氧气时，需采用向上排空气法收集，如图B。谈重点 向上排空气法收集氧气时应注意什么用向上排空气法收集氧气时，导气管应伸入集气瓶底部，以便于排尽集气瓶中的空气。实验步骤a检查装置的气密性。如图，先在分液漏斗中注入水，盖紧塞子，将导管的末端放入水中，用热毛巾捂住锥形瓶，看导管口是否有气泡逸出。若有气泡逸出，说明气密性好。b向锥形瓶中加入二氧化锰固体。c塞好带有长颈漏斗(或分液漏斗)和导管的双孔塞。d向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。e用排水法收集气体。如果选择长颈漏斗，应注意什么问题？长颈漏斗的下端管口一定要伸到液面以下，以防产生的气体从长颈漏斗口逸出。析规律 排水法、向上排空气法的优缺点用排水法收集到的氧气较纯净，但不干燥；用向上排空气法收集到的氧气较干燥，但不纯净。(3)实验室利用氯酸钾制取氧气在实验室里还可以通过加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气，除生成氧气外，同时还有一种叫氯化钾的物质生成。二氧化锰在这一个反应中也是催化剂。氯酸钾氯化钾氧气【例2】过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下能迅速分解成氧气和水。分液漏斗可以通过调节活塞控制液体滴加速度。甲、乙两位同学要选用下图所示装置，用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，试回答下列问题：(1)分液漏斗中应放入的物质是_，锥形瓶中应放入的物质是_。反应文字表达式是_。(2)甲、乙两位同学在制取氧气时，都选择A装置作为气体的发生装置，但他们收集气体的装置不同，实验后对比知道，甲收集的气体纯度比乙高，则甲选择_装置收集氧气，乙选择_装置收集氧气。(填字母)(3)甲同学选择该装置收集氧气的依据是_。(4)乙同学选择该装置收集氧气的依据是_。(5)装置A中反应剧烈，据此提出实验安全注意事项是_(填序号)。A控制液体的滴加速度B用体积小的锥形瓶C加热反应物解析：液体由分液漏斗加入，固体由锥形瓶口部加入。由于氧气不易溶于水，可用排水法收集，且用排水法收集到的氧气不含空气，较纯净；由于氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氧气，但用排空气法收集的氧气不如排水法收集到的氧气纯净。A中通过调节分液漏斗的活塞，可控制过氧化氢溶液的滴加速度，从而控制反应速率，得到平稳的氧气流。答案：(1)过氧化氢溶液二氧化锰过氧化氢水氧气(2)DB(3)氧气不易溶于水(4)氧气的密度比空气的密度大(5)A3催化剂及催化作用(1)概念概念描述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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)催化作用催化剂在化学反应中所起的作用(2)特点催化剂概念的要点可概括为“一变”“两不变”。“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率。这里的“改变”包括加快和减慢，也就是说，有时用催化剂是为了加快反应速率，有时是为了减慢反应速率。“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在化学反应前后没有改变。辨误区 正确理解催化剂概念应注意什么催化剂不一定都加快反应速率。有些加快反应速率，有些减慢反应速率。催化剂的化学性质不变，并不意味着物理性质不变。催化剂是针对某具体反应而言，有选择性。没有催化剂，并不意味着反应不能发生。同一反应的催化剂可能有多种。如硫酸铜溶液、二氧化锰都是过氧化氢分解的催化剂。【例3】下列有关催化剂的叙述不正确的是()A催化剂在化学变化中起催化作用B催化剂只能加快化学反应速率C催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变D用过氧化氢制氧气可用二氧化锰作催化剂解析：A催化剂对化学变化起催化作用B催化剂可能加快也可能减慢化学反应速率，但质量和化学性质不变CD二氧化锰能加快过氧化氢的分解答案：B4氧气的工业制法(1)原料：空气(空气中约含有21%的氧气，是制取氧气廉价易得的原料)。(2)原理：液态空气中的氮气与氧气的沸点不同。氮气的沸点低于氧气，加热时先汽化出氮气。(3)过程：分离液态空气，其过程简单表示如下：空气液态空气(4)贮存：贮存在蓝色钢瓶中。分离液态空气制氧气是分解反应吗？不是。因为操作前后，没有新物质生成，属于物理变化，不属于分解反应。析规律 工业生产气体需考虑的因素工业生产需考虑原料是否易得、价格是否便宜、成本是否低廉、能否用于大量生产及对环境的影响等因素。【例4】下列变化中不属于化学变化的是()A加热高锰酸钾制氧气B氧气使带火星的木条复燃C工业上用分离空气法制氧气D过氧化氢和二氧化锰混合解析：化学变化产生了新物质。高锰酸钾不含氧气，加热后产生氧气；氧气使带火星的木条复燃时产生二氧化碳等；过氧化氢和二氧化锰混合产生氧气，故A、B、D都发生了化学变化。工业上因分离空气法制氧气，没产生新物质，不属于化学变化。答案：C5分解反应(1)概念：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，叫做分解反应。(2)特点：“一变多”，表达式为XAB(3)判断：判断分解反应的依据是看反应物、生成物的种数。反应物是一种的一般是分解反应；反应物不是一种的，一定不是分解反应。【例5】下列反应中，属于分解反应的是()A酒精氧气二氧化碳水B红磷氧气五氧化二磷C氧化汞汞氧气D乙炔氧气二氧化碳水解析：分解反应的特征是“一变多”，反应物只有一种。A、B、D的反应物都是两种；C的反应物是一种，符合“一变多”特征。答案：C6化合反应与分解反应的比较类型分解反应化合反应定义由一种反应物生成两种或两种以上物质的反应由两种或两种以上物质生成一种物质的反应表达式XABABX反应物一种两种或两种以上生成物两种或两种以上一种特点一变多多变一举例过氧化氢水氧气镁氧气氧化镁谈重点 化合反应与分解反应化合反应、分解反应都属于化学反应的基本类型。判断化合反应、分解反应的依据是反应物、生成物种数。生成物是一种的一般属于化合反应；反应物是一种的反应一般属于分解反应。7加热高锰酸钾制取氧气实验的操作要点操作要点原因固定试管时试管口应略向下倾斜防止加热时冷凝水倒流，试管炸裂试管内的导管不宜太长过长不利于排净空气，且不利于气体导出试管口部放一团棉花防止加热时高锰酸钾粉末吹入导管当导管口连续均匀地冒出气泡时再收集反应刚开始，冒出的气泡是空气收集氧气时，导管应伸入集气瓶底部便于排净空气，收集到较纯净的氧气实验结束后，先从水槽中移走导管，后熄灭酒精灯防止水槽中的水倒吸到热的试管中，导致试管炸裂【例61】下列反应有一种与其他三种反应类型不同，它是()A铜氧气二氧化碳水碱式碳酸铜B二氧化碳水碳酸C高锰酸钾加热锰酸钾二氧化锰氧气D碳氧气二氧化碳解析：根据反应物、生成物的种数可迅速作出判断。反应物是一种，生成物是多种的一定属于分解反应；反应物是多种，生成物是一种的一定属于化合反应。A由四种物质生成一种物质，属于化合反应；B由两种物质生成一种物质，属于化合反应；C由一种物质生成三种物质，属于分解反应；D由两种物质生成一种物质，属于化合反应。显然A、B、D的反应类型相同，选C。答案：C【例62】下列反应中，既不属于分解反应，又不属于化合反应的是()A氯酸钾氯化钾氧气B铁氧气四氧化三铁C碳酸钙氧化钙二氧化碳D乙炔氧气二氧化碳水解析：化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。A、C为“一变多”，属于分解反应；B为“多变一”，属于化合反应；D既不是“多变一”又不是“一变多”，故D既不是化合反应，又不是分解反应。答案：D【例71】下列实验室制取氧气的操作不正确的是()A装药品前检查装置的气密性B导管口开始有气泡冒出时，不宜立即收集气体C停止加热时，应先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯D收集满氧气的集气瓶从水槽中取出后倒放在桌面上解析：A在有气体产生或参与反应的实验装置中，通常先检查装置的气密性，防止漏气B反应开始时冒出的气体是空气，气泡均匀冒出后才能收集到较纯净的氧气C先熄灭酒精灯会使水倒流引起试管炸裂D氧气的密度大于空气，故收集满氧气后，集气瓶应该正放在桌面上答案：D【例72】小倩用加热高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气时，发现水槽内的水变成了红色，请你帮她分析，产生这一现象的原因是()A试管口略向下倾斜续表B用酒精灯的外焰加热C试管口未放一团棉花D没有进行均匀加热解析：高锰酸钾是粉末状固体，若试管口不放棉花，很容易被吹入导管，从而进入水槽，使水槽内的水变红。答案：C8实验室制取气体时对实验装置的选择实验装置分为发生装置和收集装置，选择实验装置应综合考虑多种因素。(1)发生装置的选择决定于反应物的状态和反应的条件。例如，用高锰酸钾或氯酸钾制氧气时反应物都是固体，都需要加热，故应用相同装置“固(或固固)加热型”。用过氧化氢制氧气时，过氧化氢是液体且不需加热，发生装置与上述装置不同，应用“固液常温型”。(2)收集装置的选择决定于被收集气体的密度和溶解性。不易溶于水(或难溶于水)且不与水发生反应的气体，可用排水法收集；气体的密度跟空气的密度接近且难溶于水的气体，一般采用排水法收集。不与空气发生反应且密度比空气大的气体，可用向上排空气法收集；不与空气发生反应且密度比空气小的气体，可用向下排空气法收集。【例8】(实验综合题)实验室中，利用下列装置可以制取一些气体，请回答下列问题：(1)写出带标号的仪器的名称：_，_。(2)向气体发生装置内加入药品前，应该进行的操作是_。(3)实验室若用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是_，文字表达式为_。(4)乙炔又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体。实验室用电石(固体)与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的发生装置是_，收集装置是_。解析：本题综合考查了实验室制取氧气的仪器、步骤、装置的选取、原理。在气体的制取中一定要检查装置的气密性，防止装置漏气。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾是固体，且反应需要加热，故应选择A装置。(4)用电石和水制取乙炔气体，是固体和液体之间的反应，且反应不需要加热，故选用发生装置B。生成物乙炔密度比空气略小，不能选用排空气法收集；由于不溶于水，可选用收集装置E。答案：(1)铁架台集气瓶(2)检查装置的气密性(3)A高锰酸钾锰酸钾二氧化锰氧气(4)BE9