人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题3 制取氧气学案

这是一份人教版九年级上册第二单元 我们周围的空气课题3 制取氧气学案，共12页。学案主要包含了学习目标，学习重难点，学习过程等内容，欢迎下载使用。
1．初步学习在实验室制取氧气的原理和方法。
2．了解催化剂的概念和作用，认识分解反应。
3．学习综合分析实验现象并从中归纳结论的思维方法。
二、学习重难点
重点：氧气的实验室制法及实验操作。
难点：催化剂概念和催化作用。
三、学习过程
【知识回顾】
1．氧气的物理性质
2．氧气的化学性质
（1）氧气能支持燃烧；
（2）在加热或点燃条件下，氧气能与很多物质反应：
①与硫反应的文字表达式：____________________________。
注：硫和氧气生成的产物__________是_____颜色、_____气味的_____体，_____溶于水，是主要大气污染物，可造成_____。
②与碳反应的文字表达式：____________________________。
注：碳和氧气生成的产物__________是_____颜色、_____气味的_____体，可使澄清水_____，空气中含量过高会造成__________。
③与铁反应的物质表达式：____________________________。
注：铁和氧气生成的产物_______________是_____色_____体。
【答案】1．
2．（2）①硫 + 氧气 二氧化硫；二氧化硫、没有、没有、气、易、酸雨；②碳 + 氧气 二氧化碳；二氧化碳、没有、没有、气、变浑浊、温室效应；③铁 + 氧气 四氧化三铁；四氧化三铁、黑、固。
【课前预习】
1．氧气的实验室制法
在实验室里常采用分解_______________、_______________或_______________的方法制取氧气，反应文字表达式分别是 ：
（1）_____________________________________________；
（2）_____________________________________________；
（3）_____________________________________________。
2．氧气的工业制法
（1）分离液态空气法：利用氧气和氮气的___________不同分离出氧气。
（2）利用_________________技术得到富氧空气。
【答案】1．高锰酸钾、过氧化氢、氯酸钾；高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；过氧化氢水 + 氧气；氯酸钾氯化钾 + 氧气；
2．沸点、膜分离。
【课堂探究】
一、氧气的工业制法
1．分离液态空气法
原理：在低温加压条件下，使空气液化转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是-196℃，比液态氧的沸点低(液态氧的沸点为-183℃)，因此，升温蒸发时，氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩余的主要就是液态氧了。为了便于贮存、运输和使用，通常把氧气加压到1.5×104 kPa，并贮存在蓝色的钢瓶中。
2．膜分离空气法
原理：在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离，可以得到含氧量90%以上的富氧空气。
上述两种变化过程，均属于____________变化。
【答案】物理
二、氧气的实验室制法
1．加热高锰酸钾制氧气
（1）实验药品：高锰酸钾（暗紫色固体）
（2）实验原理：__________________________________。
（3）实验装置：，分为发生装置和收集装置。
（4）实验操作：“查、装、定、点、收、离、熄”。
①查：连接好仪器，检查装置的______________。
②装：向试管中装入药品高锰酸钾，在试管口塞上________。
③定：将试管固定在铁架台上，试管口要_____________。
④点：点燃酒精灯，进行加热（先_______，后集中在药品处加热）。
⑤收：用___________法收集气体。
⑥移：先把_________从水槽中拿出。
⑦熄：熄灭_________。
（5）实验记录：
（6）收集氧气的方法
化学实验中收集气体有下列3中常用的方法：

排水法 向上排空气法 向下排空气法
可以用来收集氧气的方法：
①排水法（氧气________溶于水）；②向上排空气法（氧气的密度比空气____。）
（7）验满氧气的方法
①用排水法收集：当集气瓶中的水排完，集气瓶___有大量气泡冒出，证明已收集满。
②用向上排空气法收集：将带火星的木条放在集气瓶____，若木条______，证明已收集满。
【答案】（2）高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；（4）气密性、棉花团、略向下倾斜、预热、排水、导气管、酒精灯；（5）有大量气泡进入集气瓶、木条复燃。（6）不易；大。（7）口；口、复燃。
【交流讨论】
①为什么要在试管口放一团棉花？
②用排水法收集氧气，当导管口有气泡放出时，应立即收集吗？什么时候开始收集？
③实验结束时，为什么先将导管移出水面再熄灭酒精灯？如果先熄灭酒精灯会造成什么后果？
【答案】①防止高锰酸钾固体进入导管，堵塞导管不利于气体的导出；②不应该立即收集，因为开始装置中的空气还没有排净，当气泡均匀连续冒出时，开始收集可以得到纯净的氧气；③如果先熄灭酒精灯，那么试管内温度下降，导致里面的气体压强变小，水就会倒流入试管内，导致试管炸裂。
【练一练】用下图装置制取氧气，下列说法错误的是（ ）
实验前应先检查装置的气密性
当有气泡冒出时，立刻开始收集氧气
氧气能用排水法收集的原因是其不易溶于水
试管中发生反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
【答案】B
2．分解过氧化氢溶液制取氧气
实验原理：过氧化氢水 + 氧气
实验装置：
【实验探究】分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用
【答案】现象记录：（1）没有复燃；（2）是、快、复燃；（3）是、快、复燃。
分析、思考、结论：（1）常温下过氧化氢溶液分解很慢，放出的氧气少，不足以使带火星的木条复燃。（2）二氧化锰加速了过氧化氢溶液的分解，放出的氧气能使带火星的木条复燃。（3）氧气是过氧化氢产生的，二氧化锰不是反应物，只起加快产生氧气的作用。
【总结】
（1）在化学反应里能________其他物质的化学反应速率，而本身的________和________在化学反应前后都没有改变的物质叫做催化剂（又叫触媒）。
例如：在过氧化氢分解反应中的二氧化锰就是该反应的催化剂。
（2）催化剂在化学反应中所起的作用叫做________。
例如：二氧化锰就对过氧化氢的分解起了催化作用。
点拨：①催化剂的本质：“一变两不变”；
②催化剂的物理性质在化学反应前后可能改变；
③催化剂可使反应速度加快，也可使之变慢；
④催化剂不能改变生成物的质量。
【答案】改变、质量、化学性质；催化作用
【练一练】下列有关催化剂的说法正确的是（ ）
使用催化剂使生成物的量增多
在化学反应后其化学性质发生了改变
在化学反应后其质量发生了改变
催化剂能改变化学反应速率
【答案】D
3．分解氯酸钾制取氧气
实验原理：氯酸钾氯化钾 + 氧气（二氧化锰作催化剂）
实验装置：
三、分解反应
交流讨论：写出实验室三种方法制取氧气反应的文字表达式，比较这三个反应有什么共同点？
1．分解反应：由_________物质生成_________或_________其它物质的反应。
2．特点：_____________，分解反应和化合反应一样，都是化学基本反应类型中的一种。
【答案】一种、两种、两种以上；一变多。
【练一练】下列反应属于分解反应的是（ ）
镁 + 氧气 氧化镁
泥水过滤 → 泥 + 水
碱式碳酸铜 氧化铜 + 二氧化碳 + 水
石蜡 + 氧气 水 + 二氧化碳
【答案】C
【学后反思】通过本节课的学习，你收获了什么？
【测评反馈】
1．如图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是（ ）
A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气
B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂
C．加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流入试管，引起试管的炸裂
【答案】 C
【解析】A．气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气，不符合题意；
B．试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂，不符合题意；
C．先对试管进行预热防止受热不均匀炸裂试管，然后对药品部分进行集中加热，符合题意；
D．停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒吸进入试管，试管破裂，不符合题意。
故答案为：C。
2．如图是“用双氧水制取一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】 D
【解析】A．向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨，图中所示操作不符合题意；
B．氧气密度比空气的大，可用向上排空气法收集，导管要插到集气瓶底，图中所示操作不符合题意；
C．检查装置气密性的方法：把导管的一端浸没在水里，双手紧贴容器外壁，若导管口有气泡冒出，装置不漏气，图中所示操作不符合题意；
D．检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，图中所示操作符合题意。
故答案为：D。
3．已知：2H2O2 2H2O + O2↑。如图表示将一定质量的H2O2溶液和MnO2混合后，变量y随时间的变化趋势。变量y是（ ）
A．H2O2的质量 B．O2的质量
C．MnO2的质量 D．溶液的总质量
【答案】 B
【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，二氧化锰是该反应的催化剂，在反应前后二氧化锰的质量不变；随着反应的进行：过氧化氢的质量逐渐减少；氧气的质量逐渐增加，至完全反应不再发生变化；溶液的质量逐渐减少，至反应完全，液体只剩下水。
故答案为：B。
4．对催化剂在化学反应前后的下列判断：①质量不变 ②性质不变 ③能增加生成物的质量 ④催化剂在反应中都是加快反应速率 ⑤二氧化锰是一切反应的催化剂 ⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同。其中正确的是（ ）
A．②③⑤ B．①④⑤
C．①⑥ D．全部
【答案】 C
【解析】催化剂是改变反应的速率，而本身质量和化学性质在反应前后不发生改变；①质量不变，符合题意；②是化学性质不变，不符合题意；③催化剂不改变生成物的质量，不符合题意；④催化剂在反应中是改变反应速率，不符合题意；⑤二氧化锰是某些反应的催化剂不是所有反应的催化剂，不符合题意；⑥催化剂的种类不同，催化效果可能不同，符合题意。
故答案为：C。
5．下列反应既不属于分解反应，也不属于化合反应的是（ ）
A．氢气+氧气 水 B．氢气+氧化铁 铁+水
C．碳酸→水+二氧化碳 D．双氧水→水+氧气
【答案】 B
【解析】A．该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故不符合题意；
B．该反应物和生成物均是两种，不符合“多变一”的特征，也不符合“一变多”的特征，既不属于化合反应也不属于分解反应，故符合题意；
C．该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故不符合题意；
D．该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故不符合题意。
故答案为：B。
6．某同学在加热氯酸钾制取氧气时，错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内， 出现的情况是（ ）
A．反应速率不变，生成氧气的质量不变
B．反应速率加快，生成氧气的质量不变
C．反应速率不变，生成氧气的质量增加
D．反应速率加快，生成氧气的质量增加
【答案】 D
【解析】氯酸钾制取氧气时二氧化锰是催化剂，加入二氧化锰只能加快反应速度，不能改变生成物的量。用高锰酸钾制氧气的生成物是锰酸钾、二氧化锰、氧气。所以错把高锰酸钾当成二氧化锰混入氯酸钾内，生成氧气的量会增多，又因为高锰酸钾分解生成的二氧化锰正好作为氯酸钾分解的催化剂，所以反应速度也加快了。
故答案为：D。
7．已知固体氯酸钾在加热条件下可以分解，生成氧气。如果用二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度。已知a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，当分别同时加热a和b至完全反应时，能符合题意表示生成氧气的质量随反应时间而变化的图象是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】解：因a为固体氯酸钾，b为混有少量二氧化锰的固体氯酸钾，且a和b的质量相等，由二氧化锰作催化剂则可以加快其分解速度，则b反应快，时间短，b中混有二氧化锰，则b中氯酸钾的质量小，则生成的氧气的质量小，显然只有A符合。故答案为：A。
8．O2是人类生活不可缺少的物质，制取O2的方法很多。请回答下列问题：
（1）KMnO4分解法：该反应的文字表达式为____________________；
（2）KClO3分解法：应选用上图中的________（填图中装置对应的字母）作发生装置；
（3）H2O2分解法：常温下H2O2分解缓慢，通常加入少量MnO2，则MnO2的作用为________；
（4）可以用C所示装置来收集O2， 体现了O2________的性质；
（5）已知N2的沸点为-196℃，O2的沸点为-183℃。工业上在低温下加压，先使空气液化，然后蒸发，则O2为________（填“先”或“后”）蒸发出来的气体。
【答案】 （1）高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
（2）A （3）催化作用 （4）不易溶于水 （5）后
【解析】（1）高锰酸钾分解制取氧气，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为： 高锰酸钾锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
（2）氯酸钾分解制取氧气，反应物为固体，反应条件需要加热，故答案为：择A作为发生装置；
（3）过氧化氢分解制取氧气，加少量二氧化锰作为催化剂，加快反应速率，起催化作用；
（4）能用排水法收集气体，说明气体不溶于水，故体现了氧气不易溶于水的性质；
（5）因氮气的沸点低，液化空气后蒸发时沸点低的物质会先分离出，故氧气比氮气后蒸发出来。
颜色
气味
状态
密度
溶解性
三态变化
颜色
气味
状态
密度
溶解性
三态变化
无色
无味
气态
1.429 g/L
不易溶于水
实验内容
现象
加热试管，用排水集气法收集一瓶氧气
把带火星的木条伸入集气瓶中
步骤和方法
现象记录
分析、思考、结论
（1）在试管中加入5 mL5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管。
有非常缓慢的气泡产生，木条___________
木条没有复燃说明什么？
（2）在另一只试管中加入
5 mL5%的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，把带火星的木条伸入试管。
是否明显有气泡产生？_______
速度快还是慢？____
木条___________
木条复燃说明什么？
（3）待实验的试管中没有气泡时，重新加入过氧化氢溶液（重复多次）
是否明显有气泡产生？_______
速度快还是慢？____
木条___________
二氧化锰好像永远用不完，该物质是反应物吗？若不是，它起何作用？