初中化学鲁教版九年级上册第四单元 我们周围的空气第三节 氧气导学案

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第三节 氧 气
第1课时 氧气的实验室制法

氧气的实验室制法
1.实验药品：__过氧化氢溶液__、__二氧化锰__。
2．反应原理：
文字表达式：__过氧化氢 eq \(――→,\s\up7(二氧化锰)) 水＋氧气__；
符号表达式：__H2O2 eq \(――→,\s\up7(MnO2)) H2O＋O2↑__。
3．实验装置：
(1)发生装置。
(2)收集装置。
4．实验步骤：
(1)检查__装置气密性__。
(2)加药品(先向锥形瓶中加__二氧化锰粉末__，再向分液漏斗中加__过氧化氢溶液__)。
(3)收集。
①向上排空气法。
②排水法：待__气泡均匀、连续冒出时__方可收集。
(4)验满。
①用排水法收集时，当__气泡从集气瓶口冒出__时，说明该瓶内的气体已满。
②用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在__集气瓶口__，如果__木条复燃__，说明该瓶内的气体已收集满。
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。
2．催化作用：__催化剂__在化学反应中所起的作用。
【见多识广】
过氧化氢化学式为H2O2，因有两个O，故俗称双氧水。外观为无色透明液体，是一种强氧化剂，其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。
【易错提醒】
1．催化剂只能改变化学反应的速率，不能增加或减少生成物的质量，也不能使原来不反应的物质发生反应。
2．同一个反应，可能有多种不同的催化剂。
3．化学反应前后催化剂的化学性质不变，但其物理性质可能改变。
探究点 氧气的实验室制取探究
某学习小组的同学用下图三种实验装置制取氧气，请与他们一起完成有关探究。
【探究问题】
1．加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，药品要平铺在试管底部，目的是__增大受热面积__，试管口要向下倾斜，目的是__防止加热时产生的冷凝水倒流，炸裂试管__。
2．收集氧气可采用下图两种方法，能用排水法收集的原因是__氧气不易溶于水__，能用向上排空气法收集的原因是__氧气密度比空气大__，若用向上排空气法收集，验满的方法为__将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃，则已满__。
两种收集方法的优点分别为__排水法收集的气体较纯净，向上排空气法收集的气体较干燥__。
3．结合实验室制取氧气的装置图思考：实验室制取气体的发生装置是由__反应物的状态和反应条件__决定的，收集装置是由__气体的密度及溶解性__决定的。
【拓展创新】(科学态度与社会责任)
如图所示的三种制取氧气的方法中，哪个最符合化学实验的绿色化追求？试着说说原因。
提示：用过氧化氢制取氧气，操作简便，不需要加热，安全、环保、节能，符合绿色化追求。
【典例】(2021·常德质检)通过化学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体的有关知识。请结合图示回答问题。
(1)写出图中标示的仪器名称：
①__酒精灯__；②__集气瓶__。
(2)实验室用 KMnO4制取并收集 O2，应选用的发生装置为__D__(填字母序号，下同)，收集装置可选用__F(或G)__(写一种即可)，取用KMnO4粉末时，应选用仪器__A__ ，写出该反应的符号表达式__KMnO4 eq \(――→,\s\up7(△)) K2MnO4＋MnO2＋O2____。
(3)注射器C可用于检查装置E的气密性，步骤如下：
①向锥形瓶中加入少量水至__浸没长颈漏斗尾部__。
②将注射器C连接到装置E的右端胶皮管处。
③缓慢拉动注射器C的活塞，观察到__长颈漏斗尾部产生气泡__，表示装置E的气密性良好。

1．(2021·齐河质检)若某气体既能用向上排空气法收集，又能用排水法收集，则气体具备的性质是(D)
①不与水反应 ②易溶于水
③密度比空气小 ④密度比空气大
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
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(D)
3．(2021·淄博质检)下列关于实验室制取氧气的说法中，一定正确的是(A)
A．必须选择含氧元素的物质作原料
B．必须用排水法收集氧气
C．必须使用催化剂
D．必须使用酒精灯
4．(2021·东莞质检)实验室用过氧化氢制氧气的实验中，应加入少量二氧化锰。下列说法中正确的是(D)
A．只有二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂
B．二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C．加入二氧化锰可以增加过氧化氢分解产生氧气的质量
D．二氧化锰能加快过氧化氢分解
5．实验室中用块状固体碳化钙和水制取乙炔(C2H2)，该反应比二氧化锰催化过氧化氢分解更加剧烈，所选发生装置最合适的是(B)
6．(2020·武汉中考)氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液，再依次进行实验：①插入带有火星的木条；②加入少量二氧化锰；
③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条__复燃__的现象时，说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为__过氧化氢 eq \(――→,\s\up7(二氧化锰)) 水＋氧气__，该反应属于__分解反应__(填基本反应类型)。
7．(2020·衡阳中考)如图是初中化学常用的实验装置，请回答下列问题。
(1)装置A中的一种仪器名称是__酒精灯(或试管、铁架台)__。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气，应选择的发生装置是__A__(填字母序号)，反应的符号表达式是__KClO3 eq \(――→,\s\up7(MnO2),\s\d5(△)) KCl＋O2__。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时，连接好仪器装置，在装入药品前要检查装置的__气密性__；实验结束时要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，理由是__防止水倒流，炸裂试管__，
收集满氧气的集气瓶应该__正__(填“正”或“倒”)放在桌面上。
(4)装置B和C都能用作实验室制取二氧化碳的发生装置，装置C相对装置B的优点是__可以控制反应速率(合理即可)__。
1.2020年10月27日，中国载人潜水器“奋斗者”号，在西太平洋马里亚纳海沟成功下潜突破1万米，创造了中国载人深潜的新纪录。下列反应都能产生氧气，其中最适宜在潜水器里供给氧气的反应是(C)
A．高锰酸钾 eq \(――→,\s\up7(加热)) 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
B．水 eq \(――→,\s\up7(通电)) 氢气＋氧气
C．过氧化钠＋二氧化碳―→碳酸钠＋氧气
D．过氧化氢 eq \(――→,\s\up7(二氧化锰)) 水＋氧气
2．(2021·安庆质检)如图所示的四个图像能正确反映其对应实验操作的是(C)
A.加热分解高锰酸钾制取氧气
B．用等质量、等浓度的双氧水分别制取氧气
C．固体质量相等，A为氯酸钾和二氧化锰混合物，B为纯氯酸钾
D．利用双氧水和二氧化锰制取氧气
3．(2021·临沂期中)如图示四种途径都可以得到氧气：
(1)“绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一。你认为在中学化学实验室中，甲、乙、丁三种制取氧气的途径中__乙__(填“甲”“乙”或“丁”)途径更体现化学实验的绿色化追求。
(2)通过丙途径获得氧气是__物理__变化。
4．(2021·临沂质检)如图1所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题：
(1)用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，用C作发生装置的优点是__可通过注射器控制药品的滴加速率，从而控制反应速率__，该反应的符号表达式是__H2O2 eq \(――→,\s\up7(MnO2)) H2O＋O2__。
(2)若用加热高锰酸钾的方法制氧气，发生的反应符号表达式是__KMnO4 eq \(――→,\s\up7(加热)) K2MnO4＋MnO2＋O2__，选用的发生装置是__A__，该装置中还缺点什么，其作用是__试管口还缺少一团棉花；防止加热时，高锰酸钾粉末随气流进入导管__。
(3)装置E用排空气法收集氧气，则气体应从__a__(填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的混合固体在加热条件下制取甲烷气体，发生装置可选择__A__(填序号)，甲烷气体一般采用装置F进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是__甲烷难溶于水、密度比空气小__。
5．(2021·淮北质检)化学是一门以实验为基础的科学，请填空：
(1)写出图中有标号仪器的名称：
①__酒精灯__；②__集气瓶__。
(2)若选用A装置作制取氧气的发生装置，请写出该反应的符号表达式__KClO3 eq \(――→,\s\up7(MnO2),\s\d5(△)) KCl＋O2__，要收集较为纯净的氧气最好选用__D__装置。
(3)B和F都可以用作制取氧气的装置，若选用B装置制取氧气，则B中应该放入的物质是__过氧化氢和二氧化锰__；与B相比，F装置的优点是__可以控制反应的发生与停止__(答出一点即可)。
(4)实验室通常用加热氯化铵和碱石灰两种固体混合物的方法来制取氨气(NH3)，已知氨气是一种无色、极易溶于水、密度比空气小的气体，由以上信息可知，制取氨气的发生装置该选用__A__，收集氨气应该选用C、D、E中的__E__，不选用另外两个的理由是__极易溶于水__、__密度比空气小__。
二氧化锰和硫酸铜溶液对过氧化氢的分解都有催化作用。为比较二者的催化效果，化学兴趣小组对此进行了探究。
【重温教材】
实验室可用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的文字表达式为__过氧化氢 eq \(――→,\s\up7(二氧化锰)) 水＋氧气__。二氧化锰是这个反应的催化剂，催化剂是指在化学反应里能__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。
【进行实验】如图1所示实验：将68 g 5%的过氧化氢溶液快速推入锥形瓶中(装置气密性良好)，并用数字化实验设备测定容器中的压强变化，结果如图2所示。
(1)图1装置(不含数据采集系统)气密性检查的方法是夹住(或堵住)右侧导管口，向外拉注射器的活塞，一段时间后，松开手，注射器的活塞__回到原处__，则装置的气密性良好。
(2)由图像2可知：常温下，__二氧化锰__对过氧化氢的分解催化效果更好。
(3)小明推测两条曲线最终将基本合并在一起，其理由是__最终生成氧气的量相同__。
【反思拓展】小强认为上述实验还不够严密，其理由是__二氧化锰是固体，硫酸铜是溶液__(写出一条即可)，由此可见在进行对比实验时应该要__控制变量__。