人教版九上同步专题讲义：专题04 我们一起制氧气

专题04我们一起制氧气实验室制取氧气工业制取氧气催化剂反应类型知识点一实验室制取氧气（是化学变化）1.反应原理和实验装置：（1）分解过氧化氢溶液制取氧气过氧化氢水＋氧气（2）加热高锰酸钾（紫黑色固体）制取氧气高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气（3）加热氯酸钾（白色固体）制取氧气实验药品高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰)过氧化氢和二氧化锰反应原理2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O2MnO22H2O+O2↑实验装置实验步骤①查：检查装置的气密性；②装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部；③定：把试管固定在铁架台上；④点：点燃酒精灯加热；⑤收：收集气体(用向上排空气法或排水法)；⑥离：把导气管撤离水槽；⑦熄：熄灭酒精灯。简记为：茶庄定点收利息①查②装：先放入固态药品，再放入液态药品③定④收收集方法排水集气法或向上排空气法检验气体将带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，说明该瓶内的气体是氧气。验满用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口处，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满。2.实验装置：（1）发生装置（反应条件、反应物状态）固固加热、固液不加热（2）收集装置（气体与空气相比的密度、气体是否与空气反应）3.实验步骤：(加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气)a．连接仪器，检查装置气密性；b．装药品；c．固定装置d．点燃酒精灯预热，并用酒精灯外焰加热；e．收集气体；f．取出导管；g．熄灭酒精灯，停止加热。4.注意事项：（1）加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气a．要用酒精灯外焰加热；b．试管口要略微向下倾斜：防止冷凝水倒流导致试管炸裂；c．用高锰酸钾时要在试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾堵塞导管；d．导管口不能伸入试管内过长：防止气体不易导出；e．试管外壁要保持干燥；f．加热前要先预热；g．待气泡均匀连续地冒出时才能收集：防止收集到的气体不纯；h．停止加热时应先取出导管，再熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流至试管中导致试管炸裂。【典例1】★★☆☆☆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。【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【训练1】★★☆☆☆下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（）A.检查气密性B.加热立即收集C.收满后移出集气瓶D.结束时停止加热【答案】A【解析】A.检查装置气密性：组装好仪器，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置的气密性良好，故A选项正确；B.为了防止收集到的气体不纯，当导管口有气泡均匀连续冒出时再收集。故B选项错误；C.收集满氧气后要先用玻璃片把瓶口盖住，再拿出水面，故C选项错误；D.实验结束后要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故D选项错误。知识点二工业制取氧气氧气的工业制法（分离液态空气法）工业上利用液氮和液氧的沸点不同，采用蒸发的方法分离液态空气制得液氧，它属于——是物理变化【典例1】★★☆☆☆关于空气，下列说法中正确的是（）A．洁净的空气是纯净物B．空气中的氮气按质量算约占78%C．空气中的氧气主要来自于植物的光合作用D．工业上分离液态空气制氧气的过程属于化学变化【答案】C【典例1】★★☆☆☆人类离不开空气，下列有关空气及空气成分的说法正确的是（）A．空气中稀有气体化学性质稳定，体积分数约为0.94%B．空气中主要气体的体积分数由大到小依次是：O2、N2、CO2C．洁净的空气就是没有受过污染的空气，是纯净物D．工业上利用空气制取氧气，是利用氮气和氧气的密度不同【答案】A知识点三催化剂概念：在化学反应中能改变其他物质的反应速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质。(2)特点：两不变（质量、化学性质）、一改变（反应速率）注意：①催化剂不能改变生成物的质量②催化剂不是反应物也不是生成物③一种催化剂只针对某一反应。不同的反应，催化剂可能不同④某一反应的催化剂可能不只一种⑤“改变”包括“加快”和“减慢”两种含义，不只包括“加快”。【典例1】★★★☆☆下列关于催化剂的说法正确的是（）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【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。【训练1】★★★☆☆下列有关催化剂的说法正确的是()A.在化学反应后其质量减小B.在化学反应后其化学性质发生了变化C.催化剂能改变化学反应速率D.不使用催化剂，加热氯酸钾就不会产生氧气【答案】C【解析】A.化学反应前后催化剂的质量不变，故选项说法错误。B.化学反应前后催化剂的化学性质不变，故选项说法错误。C.催化剂能改变其他物质的化学反应速率，可以加快也可减慢某些化学反应的速率，故选项说法正确。D.不使用催化剂，加热氯酸钾能产生氧气，只是所需温度较高，速率较慢，故选项说法错误。知识点四分解反应(四大基本反应类型之二)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。【典例1】★★★☆☆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】ABECFADEAE【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。【训练1】★★★☆☆下列反应属于分解反应的是（）A.红热的碳在氧气中燃烧B.用过氧化氢制氧气C.蜡烛在空气中燃烧D.液态氧挥发得到氧气【答案】B1.下列有关实验室用过氧化氢制氧气的叙述中,正确的是（）A.过氧化氢受热后，也不放出氧气B.要使受热分解放出氧气，必须加入二氧化锰C.二氧化锰在化学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【答案】C【解析】A.过氧化氢受热后，会分解产生氧气，错误；B.不加入二氧化锰，加热过氧化氢也会产生氧气，错误；C.二氧化锰在化学反应前后质量和化学性质都保持不变，正确；D.二氧化锰不是所有化学反应的催化剂，错误；2.下列变化属于分解反应的是（）A.从空气中分离出氧气和氮气B.加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气C.红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷D.蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水【答案】B【解析】A.从空气中分离出氧气和氮气，属于物理变化，故A错误；B.加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，是氯酸钾分解生成氯化钾和氧气，是一种物质反应生成两种物质，属于分解反应，故B正确；C.红磷在氧气中燃烧生成五氧化二磷，属于化合反应，故C错误；D.蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水，是两种物质反应生成两种物质，不属于分解反应，故D错误。3.某无毒气体的密度约是空气密度的5/9，且极难溶于水，那么收集该气体所有的方法是（

）①向上排空气法

②向下排空气法

③排水法A.①或②B.①或③C.②或③D.①②③均可【答案】C【解析】A.某无毒气体的密度约是空气密度的5/9，密度比空气的小，可用向下排空气法收集；极难溶于水，可用排水法收集；故②或③正确。故选：C。4.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中，这个操作应在（）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【答案】D【解析】根据用排水法收集氧气，集气瓶充满水后倒放入水槽中：要等到气泡连续、均匀地放出时，再开始收集，否则收集到的氧气不纯，混有空气；A、加热固体药品前，这样收集到的氧气不纯，混有空气；故A操作错误；B、与加热固体药品同时，这样收集到的氧气不纯，混有空气；故B操作错误；C、开始有气泡放出时，这样收集到的氧气不纯，混有空气；故C操作错误；D、气泡连续并均匀放出时，符合操作步骤要求，故D操作正确；5.区分下列各组物质的方法不正确的是（）A.水和双氧水--加二氧化锰B.二氧化碳和氮气--将燃着的木条伸入瓶中C.高锰酸钾和二氧化锰--看颜色D.石灰水和水--通二氧化碳【答案】B【解析】A、双氧水与二氧化锰接触后会迅速分解生成氧气，而与水不反应，所以加入二氧化锰产生大量气泡的是双氧水，无现象的是水，故可以区分；B、由于二氧化碳和氮气均不能支持燃烧，自身也不燃烧，所以将燃着的木条伸入瓶中木条都会熄灭，现象相同，故不能区分；C、高锰酸钾是紫黑色，二氧化锰是黑色，故看颜色可以区分；D、由于二氧化碳能与石灰水反应生成碳酸钙沉淀，而与水反应生成碳酸时无现象，所以通入二氧化碳，变浑浊的是石灰水，无明显现象的是水，故可以区分；故选B6.过氧化氢溶液分解反应的催化剂很多。化学兴趣小组的同学设计如下四组实验,比较两种物质的催化效果,其中观察效果较差的是()A.第一组同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化B.第二组同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢C.第三组分两次实验，看木条是否能复燃D.第四组分两次实验，比较收集一定体积的气体所需要的时间【答案】C【解析】A.通过气球膨胀的快慢很明显的显现出哪一物质的催化效果好，故A正确；B.通过观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，很明显的看出反应速度的快慢，也就知道了谁的催化效果好了，故B正确；C.第三组分两次实验，看木条是否能复燃，由于分两次实验，如果都能复燃，根本无法判断哪一种物质的催化效果好，故C错误；D.第四组虽然也分两次实验，但通过比较收集一定体积的气体所需要的时间的话，很明显就能比较出反应速度的快慢，故D正确。7.下列装置操作图不能用于检查气密性的是()A.B.C.D.【答案】A【解析】A.该装置未构成封闭体系，即右边的导管与大气相通。无论该装置气密性是否良好，当用针筒向试管内打气时试管内都有气泡产生，故不能判断气密性是否良好；故A符合题意；B.该选项用的是空气热胀冷缩法，原理为：用手掌紧握试管壁，若烧杯内有气泡产生，松手后导管下端口上升一段水柱，则证明气密性良好，故能判断气密性是否良好；故B不符合题意；C.该选项用的是压气法，原理为：用针筒向广口瓶内打气时广口瓶中气体压强增大，长颈漏斗的管中被压入一段水柱，则证明气密性良好，故能判断气密性是否良好；故C不符合题意；D.该选项用的是注水法，原理为：向长颈漏斗中注水，直到长颈漏斗中的液面高于集气瓶中的液面，且两者液面差不再改变，就证明该装置气密性良好，故能判断气密性是否良好；故D不符合题意。8.（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气，加热至气体不再产生，试管内固体剩有________．（2）改用高锰酸钾制氧气，加热到没有气体产生时，试管内固体剩余物有______________．（3）这两个反应的固体剩余物中都有______________，但它在两个反应中的作用不一样，在氯酸钾分解中它是________________，在高锰酸钾分解中它是__________________．（4）化学反应的文字表达式分别是______________________、__________________________．【答案】（1）氯化钾和二氧化锰（2）锰酸钾和二氧化锰（3）二氧化锰催化剂生成物【解析】（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气，加热至气体不再产生，试管内固体是氯化钾和二氧化锰；（2）用高锰酸钾制氧气，加热到没有气体产生时，试管内固体剩余物有锰酸钾和二氧化锰；（3）这两个反应的固体剩余物中都有二氧化锰，但它在两个反应中的作用不一样，在氯酸钾分解中它是催化剂，在高锰酸钾分解中它是生成物；9.某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图所示。下列关于该过程的说法正确的是()A.c代表氧气B.t2时刻,O2开始产生C.t1时刻,KMnO4开始分解D.起催化作