化学九年级上册第四单元 我们周围的空气第三节 氧气学案
展开教学内容
第四单元 我们周围的空气
第三节 氧气(第一课时)
知识预习
1、按体积分数来说空气中最多的气体是氮气,占78%;其次是氧气,占21%。。
2、1775年,法国化学家拉瓦锡(1743—1794)用定量的方法研究了空气的成分。通过实验他最早得出了“空气是由氧气和氮气组成的”结论。
3、氧气能供给生物呼吸,还能支持燃烧。可用于登山、潜水、医疗、太空探索;还可用于钢铁冶炼、金属焊接等。
4、工业上采用分离液态空气的方法来制取氧气,过程中没有生成新物质,为物理变化。
知识讲解
知识点一、氧气的实验室制法
☆知识详析☆
1、制取方法:在实验室里,通常采用分解过氧化氢溶液,加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。
2、反应原理: H2O2MnO2 H2O+O2,
KClO3eq \(———→,\s\up8(MnO2),\s\d5(△))KCl+O2
KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2
3、制取装置:如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应选择图A装置,如果选用加热高锰酸钾制取氧气,应选择图B装置。
4、收集装置:氧气不易溶于水,可选择C装置来收集;氧气的密度比空气大且不与空气中的成分反应,可选择D装置来收集。
5、验满方法:a. 用向上排空气法收集时把一根带火星的木条,放在集气瓶口,若木条复燃,证明集气瓶内已收集满氧气;b. 用排水法收集时,当气泡从瓶口冒出时证明已收集满。
6、操作步骤:
用高锰酸钾制取氧气并用排水集气法收集气体的一般步骤为:a. 组装好仪器并检查装置的气密性;b. 将药品装入试管并在试管口堵上一团棉花,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管;c. 将试管固定在铁架台上;d. 集气瓶里装满水并倒放在水槽中;e. 点燃酒精灯,先预热试管,再对准药品处加热;f. 用排水法收集氧气;g. 收集完毕,将导管撤管撤离水槽;h. 熄灭酒精灯。
☆知识延伸☆
1、制取装置(发生装置)的选择依据;根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应用固体与液体反应且不需要加热型的装置。
如果选用加热高锰酸钾(加热氯酸钾与二氧化锰的混合物)制取氧气,应用固体加热型装置。。
2、收集装置选择依据:根据生成气体的性质,如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种:
排水法:适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。
向上排空气法;适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。
向下排空气法;适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。
3、用高锰酸钾制氧气时的注意事项:
a. 试管口微向下倾斜;
b. 试管口塞一团棉花;
c. 如用排水法收集气体,需要等导管口气泡均匀平稳冒出时再收集。
e. 用排水法收集气体,制取完毕,要先将导管从水槽取出,再熄灭酒精灯。以防因装置温度降低而产生倒吸现象,致试管炸裂。
☆考题详解☆
【考题示例】根据下图回答问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:①____________;②____________。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气应选用的发生装置为__________(填序号,下同),收集装置为____________。
(3)用高锰酸钾制取氧气的化学符号表达式为:__________________,应选用的发生装置为________。
方法点拨:
1、掌握实验室制取氧气的原理和所使用的药品;
2、能根据制取和收集氧气的方法及要求选择合适的制取装置和收集装置。
☆跟踪练习☆
1.下列操作中,能鉴别空气、氧气和氢气三瓶气体的是( )
A.插入燃着的木条 B.观察气体颜色 C.闻气体的气味 D.倒入澄清石灰水
2.实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,有关该实验的说法错误的是( )
A.二氧化锰是反应物 B.与高锰酸钾制取氧气装置相同
C.可用向上排空气法收集 D.可用带火星的木炭检验氧气
3.实验室制取气体选择收集方法时,下列性质:
①颜色;②密度;③溶解性;④可燃性;⑤能否与水反应,必须考虑的是( )
A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.②③⑤
知识点二、催化剂和催化作用
☆知识详析☆
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改变的物质叫做催化剂。
2、催化作用:催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
☆知识延伸☆
1、在理解催化剂的概念时,应抓住“一变两不变”来正确理解。
①“一变”是指它能改变其他物质的化学反应速率,不能片面地把“改变”理解为“加快”或“减慢”;
② “两不变”是指化学反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。
2、催化剂有专一性,也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用;催化剂的种类繁多,其中酶就是日常生活中常见的一种;催化剂的化学性质在反应前后不变,其物理性质可能发生变化;对于某些特定的化学反应,没有催化剂并不意味着该反应不能进行,只是速度较慢。
☆考题详解☆
【考题示例】下列有关实验室用氯酸钾制氧气的叙述中,正确的是( )。
A.氯酸钾受热熔化后,也不放出氧气
B.要使氯酸钾受热分解放出氧气,必须加入二氧化锰
C.二氧化锰在反应前后质量和化学性质都保持不变
D.二氧化锰是一切化学反应的催化剂
方法点拨:
根据催化剂的特点是一变二不变来分析和回答。
☆跟踪练习☆
1.利用四氧化三钴纳米棒作催化剂,可将汽车尾气中的CO在低温下转化为CO2。下列关于该反应的说法中,正确的是( )
A.反应物和生成物都是化合物,该反应属于化合反应
B.反应前后四氧化三钴纳米棒的化学性质发生了变化
C.可有效降低汽车尾气对大气的污染
D.反应前后氧原子数目发生了变化
2.淀粉酶可以将人体不能直接吸收的淀粉转变成易吸收的小分子物质。下图是淀粉酶对淀粉作用过程的示
意图。对该过程的表述错误的是( )
A.酶起催化作用B.是物理变化
C.是化学变化D.酶的化学性质没有改变
3.某同学加热氯酸钾制取氧气,错把高锰酸钾当作二氧化锰加热氯酸钾内,其结果与只加热氯酸钾相比,
正确的是( )
A.反应速率不变
B.生成氧气的质量不变
C.反应速率加快,生成氧气的质量增加
D.反应速率加快,生成氧气的质量不变
随堂练习
知识点一、氧气的实验室制法
1.已知标准状况下,空气的密度是1.29克/升,氢气的密度是0.089克/升,氢气难溶于水。下列方法中:①向上排空气法;②向下排空气法;③排水法。收集氢气可用( )
A.① B.② C.①③ D.②③
2.某同学制取氧气时,试管炸裂了,造成试管炸裂的原因可能是下列中的( )。
①没有给试管均匀加热;②试管外壁潮湿;③试管口没有略向下倾斜;④忘了加催化剂;⑤加热时试
管与灯芯接触;⑥收集完氧气,先撤酒精灯;⑦二氧化锰中混有可燃物。
A.①②③④⑤⑥⑦ B.①②③⑤⑥⑦
C.①②③④⑤ D.①②③⑤
3.可用推拉注射器活塞的方法检查下图装置的气密性。当缓慢往外拉活塞时,如果装置气密性良好,可观
察到的现象是( )
A.长颈漏斗下端口产生气泡
B.瓶中液面上升
C.长颈漏斗内有液面上升
D.注射器内有液体
4.利用图甲装置探究“MnO2的用量对H2O2分解反应的影响”,实验中H2O2的溶质质量分数为3%,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比。反应放热忽略不计。)甲
MnO2
压强传感器
3%H2O2
溶液
乙
丙
(1)写出装置中发生反应的符号表达式: ,MnO2在此反应中起 作用。
(2)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
(3)当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使下图 (选填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。
A B C
5.实验室部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)选择发生和收集O2的装置,填写在下表中(填字母)。
(2)如果用MnO2与浓H2SO4加热制备O2,可选用的发生装置是 (填字母)。
(3)选用F装置收集气体时,下列实验操作正确的是 (填序号)。
①反应前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着瓶口,倒立在盛水的水槽中
②开始反应后,等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶
③收集气体后,将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽
(4)实验室用KMnO4制备O2的符号表达式是 。
知识点二、催化剂和催化作用
1.二氧化碳和氢气可在一定条件下反应,生成一种重要的化工原料甲醇:CO2+H2 钌−膦铬合物 CH3OH+H2O。
下列有关该反应的说法正确的是
A.为CO2的利用创造了一种新途径 B.钌-膦铬合物的质量在反应前后发生了变化
C.甲醇属于氧化物 D.属于分解反应
2.加热氯酸钾制氧气时,不加入二氧化锰,其结果是( )
A.不放出氧气
B.放出氧气的速度慢
C.放出氧气的总量会减少
D.放出氧气的总量增多
3.医务人员用3%的过氧化氢溶液为伤者处理伤口时,伤口上会看到冒气泡。下列有关说法中,不正确的
是 ( )
A.生成的气体可能是过氧化氢分解产生的氧气
B.伤口处的生物酶可能对过氧化氢的分解起到催化作用
C.只有二氧化锰能够使过氧化氢在常温下迅速分解产生氧气
D.过氧化氢和水的分子构成不同,所以它们的化学性质不同
4.下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.一种催化剂只能对某一个化学反应起催化作用
B.催化剂在化学反应前后质量和性质都不变
C.催化剂能加快化学反应速率,也能减慢化学反应速率
D.如果没有二氧化锰作催化剂,过氧化氢就不会分解
5.为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果,某研究小组进行了如下探究:
(1)请写出H2O2分解的符号表达式 。
【定性探究】
(2)如图甲,可通过观察 来定性比较两者的催化效果。
【定量探究】
(3)如图乙,实验前检查该装置气密性的方法是 。要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积气体所需的 。
【深入探究】
(4)在FeCl3溶液中,究竟是哪种离子起催化作用呢?
猜想1:铁离子(Fe3+)起催化作用; 猜想2: 起催化作用;
猜想3: 起催化作用;
请设计实验,验证猜想1
实验操作
实验现象及结论
课后巩固
测试时间:45分钟 分值100分
姓名: 班级: 成绩:
一、选择题(11个小题,每小题5分,共55分)
1.分别分解高锰酸钾、氯酸钾、过氧化氢(化学式为H2O2)三种物质,都可以制得氧气。这说明三种物质的
组成中都含有( )
A.氧气 B.氧元素
C.氧分子 D.氧化物
2.一氧化氮气体难溶于水,密度略大于空气。常温下易与空气中的氧气反应生成红棕色的二氧化氮。实验
室收集一氧化氮,宜采用的方法是( )
A.向上排空气法
B.排水法
C.向上排空气法或排水法
D.向下排空气法或排水法
3.仅使用下列药品和仪器就可以制取的气体是 ( )
药品:稀硫酸、大理石、锌粒、高锰酸钾;
仪器:大试管、带导管的单孔橡皮塞、铁架台(带铁夹)、水槽、集气瓶、玻片。
A.氢气、氧气、二氧化 B.氢气、氧气C.二氧化碳、氢气D.氢气
4.有关催化剂的叙述,不正确的是( )
A.催化剂在化学反应中起催化作用
B.催化剂能加快化学反应速率,也能使化学反应的速率减慢
C.催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变
D.用过氧化氢制氧气的反应中必须用二氧化锰做催化剂
5.汽车尾气中的CO在四氧化三钴(C3O4)纳米棒的催化作用下,低温即与O2反应生成CO2。下列关
于该反应的说法中,正确的是( )
A.该反应是分解反应B.反应前后C3O4化学性质改变
C.反应前后碳元素的化合价不变D.可降低汽车尾气对大气的污染
6.2007年诺贝尔化学奖授予了德国化学家格哈德·埃特尔(Gerhard Ertl),以表彰他搞清了气体在固体表
面怎样发生的化学反应,埃特尔研究的成果之一是对CO催化氧化过程的研究,即一氧化碳在铂催化剂作用
下的氧化反应,这一反应的过程可以表示为:CO COad,O2 2Oad,COad+Oad →CO2。式中标有ad的物质表示吸附在金属铂表面的原子或分子,对上述反应过程的下列说法有错误的是( )
A.CO和COad不是同种物质
B.该反应过程中,一氧化碳发生了化合反应
C.这一反应原理应用于汽车尾气处理,会使汽车一氧化碳的排放量减少
D.从反应效果看,CO与O2不用点燃反应也能进行
7.试管中放入少量碘和铝粉,没有什么变化;滴几滴水后,观察到反应放出的热量使碘升华成紫色蒸气,
反应后生成物是碘化铝.则水的作用是( )
A.氧化作用B.提供热量C.吸收热量D.催化作用
8.实验室制取氧气时,装药品的大试管管口应( )
A.朝下 B.朝上
C.略向下倾斜 D.略向上倾斜
9.实验室采用排水法收集氧气时,需将导气管伸入盛满水的集气瓶,进行这个操作的条件是( )
A.加热固体药品前
B.与加热固体药品同时
C.开始有气泡放出时
D.气泡连续并均匀放出时
10.某气体能用排水法又能用向下排空气法收集,则该气体应具有( )
A.易溶于水,密度比空气小
B.难溶于水,密度比空气小
C.易溶于水,密度比空气大
D.难溶于水,密度比空气大
11.1997年,第一只“克隆羊”在英国诞生,“克隆羊”的关键技术之一是找一些特殊的酶,它们能激活普通体细胞,使之像生殖细胞一样发育成个体,下列有关酶的叙述错误的是( )
A.酶是具有催化功能的蛋白质
B.酶的催化作用是有选择性和专一性
C.酶通常在强酸或强碱条件下发挥作用
D.高温或紫外线照射会降低酶的活性
二、填空题(每空5分,共55分)
1.利用图示仪器测量氧气体积,来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。实验步骤如下:
检查气密性:连好发生装置后,将导管口的下端浸入水中, 。如果观察到导管口有气泡冒出,就证明装置不漏气。
(2)组装装置:连好的装置如图甲,其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下,需要调节 (选填字母)螺母改正错误。
(3)进行实验:采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是
。
A.加热时间过短,会使测量结果不准。
B.反应一段时间,排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体,会使结果更准确。
2.图是氧气的制取与性质实验装置图。
回答下列问题:
(1)装置B的作用是 ,装置C中硫粉燃烧的现象是 ,装置D的作用是 。
(2)装置A中发生反应的符号表达式为 。
3.下图是实验室的部分仪器或实验装置,回答有关问题。
A B C D E
(1)实验室要用KClO3和MnO2制取氧气,应选用发生装置是(填编号) ,若用排水法收集氧气,收集完毕后,应先 ,再移开酒精灯。
(2)装满氧气的集气瓶应盖上玻璃片后, (填正放或倒放)在桌面上,其验满的操作方法是 。
4.研究和控制化学反应条件有重要意义。
同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验,
记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。
实验
30%双氧水的质量(g)
加入的水的体积(mL)
二氧化锰质量(g)
收集时间(s)
1
10
40
5
200
2
20
30
5
100
3
30
20
67
①取用二氧化锰的仪器是 (选填编号)。
A B C D
②写出上述反应的符号表达式 。
③实验3中,加入的二氧化锰质量为 g。
④相同条件下,实验3产生氧气的速率最快,说明 。
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初中化学鲁教版九年级上册第四节 元素学案: 这是一份初中化学鲁教版九年级上册第四节 元素学案,文件包含242元素原卷版九年级化学上册同步辅导讲义鲁教版docx、242元素解析版九年级化学上册同步辅导讲义鲁教版docx等2份学案配套教学资源,其中学案共25页, 欢迎下载使用。
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