八年级科学下册专题三：实验室制氧气.doc

1+1辅导站2012春学期八年级第七周周末辅导学案
专题一 氧气的制取
一、 工业制取氧气
原理：根据氮气、氧气的沸点不同用分离液态空气的方法制取氧气。

二、 实验室制法
（1） 原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2
2H2O22H2O+O2
（2） 装置：固体加热制气体，常用下列装置为氧气的收集装置。

（3） 实验操作步骤（以KMnO4受热分解为例）：a.组装仪器；b.检查装置气密性；c.装药品；d.把试管固定在铁架台上；e.点燃酒精灯加热；f.收集气体；g.从水槽中移出导管；g.熄灭酒精灯。（查装定点收移熄，谐音“茶庄定点收利息”）
（4） 收集方法：a.排水集气法（氧气不易溶于水）；b.向上排空气法（氧气密度比空气略大）。
（5） 检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条立即复燃，证明是氧气。
（6） 验满方法：a.用排水集气法时，如果集气瓶口有大量气泡冒出，证明瓶中没有水，即已集满；b.用向上排空气法时，用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃证明集满。
（7） 放置方法：盖玻璃片并正放（依据：氧气密度比空气大）。
三、 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都没有变化的物质叫做催化剂。
注意：
（1） 改变速率包括加快或减慢，不能片面地理解为加快。
（2） MnO2不是专用催化剂。
（3） 催化剂不能增多或减小生成物的质量。
（4） 对于指定的化学反应，没有催化剂，并不意味着反应不能发生，只是反应速率较小。
（5） 催化剂要纯净以免影响催化效果或引起事故。
四、 气体发生装置的综合探究
研究气体的实验室制法，必须从以下三个方面进行：（1）研究气体实验室制法的化学反应原理，即在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等），可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体；（2）研究制取这种气体所应采用的实验装置；（3）研究如果验证制得的气体就是所要制的气体。
我们可以根据反应物的状态和反应所需的条件设计发生装置。气体发生装置一般分为三类：

（1） 固+固，可制取O2、NH3、CH4等气体。
（2） 固+液，可制取H2、CO2、H2S等气体。
（3） 固（或液）+液，可制取Cl2、HCl、CO等气体。（浙教版一般不涉及）
五、 气体发生装置的气密性检查
在初中化学实验及有关实验设计习题中，经常涉及装置的气密性检查问题。一般来说，无论采用哪种装置制备气体，在成套装置组装完毕装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。
气密性检查的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭系统，依据改变系统内压强时产生的现象（如：气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置的气密性是否良好。
如图所示装置的气密性检查方法是：把导管b的下端浸入水中，用双手紧握试管a，若导管口有气泡冒出，松开手至试管冷却后，水又回升到导管b中形成一段水柱，则证明装置气密性良好。

此外，还可采用抽气法或注水法，通过观察气泡的产生或液面的变化来判断装置的气密性是否良好。
六、 实验室制取氧气应注意的问题
（1） 根据酒精灯和水槽的高度固定试管，使酒精灯的外焰正对着试管里有药品的部位。
（2） 试管口应略向下倾斜，防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气，到达管口冷却成水滴，再回流到管底，是试管破裂。
（3） 铁夹应夹在离试管口处，且不要夹得太紧，以免夹破试管。
（4） 药品应斜铺在试管底部，以增大药品的受热面积，同时便于氧气逸出。
（5） 伸入试管内的导管，应只稍伸出橡皮塞即可，便于气体排出。
（6） 导管上应套上一段橡皮管，便于操作，以免折断导管。
（7） 如果以高锰酸钾制氧气时，试管口应塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
（8） 如果用氯酸钾为原料制氧气时，试管口不能塞棉花。这是因为棉花是易燃物，而氯酸钾又具有强氧化性，放氧速率快，很容易着火燃烧，甚至发生爆炸。
（9） 导管口开始有气泡放出时不宜立即收集，而是当气泡连续均匀放出时，才能收集，这样收集的氧气会更纯净些。
（10） 用排水法收集时应把导管放在集气瓶口，目的是加快氧气收集速率。
（11） 如果用排空气法收集氧气时，应该把导管伸到集气瓶底，便于排尽空气。
（12） 收集氧气完毕后，应将导管移出水面，再熄灭酒精灯。防止试管温度低，不产生氧气，试管内部压强更小，水会倒吸入试管中，使试管炸裂。
（13） 收集完的集气瓶，应盖玻璃片正放。
课堂跟踪巩固
1． 市售双氧水是含过氧化氢（H2O2）的水液，它常用于消毒、漂白。常温下，双氧水加少量MnO2作催化剂，H2O2可迅速分解生成氧气和水。现若用15％的H2O2水溶液制取氧气 。请回答下列问题：

（1）应选择 发生装置，写出该装置中发生反应的化学方程式
（2）要收集一瓶纯净的氧气，应选择装置 （填字母）。什么时候开始收集为好？为什么？ ；
（3）若实验室里用高锰酸钾来制取氧气，则发生装置应选择 。
a、实验时应注意：①试管口要 ，其目的是 。
②停止加热时，先要 ，然后 。
b、若实验过程中发现水槽中的水变红，这是因为 。
c、有如下操作步骤：①加热；②检查装置的气密性；③装药品；④用排水法收集氧气；⑤从水槽中取出导管；⑥熄灭酒精灯；⑦固定装置。其正确的操作顺序是
（4）从反应物状态和反应条件来比较装置A和E装置的差异：

装置A
装置E
反应物状态

反应条件

（5）若用收集到的气体进行氧气性质的实验，则下列实验现象的描述，正确的是（ ）
A. 把盛有红磷的燃烧匙伸入氧气集气瓶中，磷立即燃烧
B. 铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成一种白色固体
C. 木炭在氧气中燃烧比在空气中燃烧旺，发出白光，并放出热量
D 硫在氧气中燃烧发出淡蓝色火焰，生成一种白色固体
2． 下图是实验室加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物制取和收集氧气的装置图。

（1）指出装置图中有标号的仪器名称：①______②______③______④______
（2）实验时应注意：①实验前要检查装置的_____性；②试管口要______，其目的是_____；③给试管加热时应_______________；④停止加热时，先要_______，然后___________。
（3）怎样使收集的气体基本上不含氮气？________________________________。
（4）按反应的先后顺序写出试管中发生反应的化学方程式
_____________________________________________，______________________________________________。
3． 下图是实验室中用于制取、干燥和收集气体的装置图。实验课上同学们用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取并收集氧气，试回答：

（1）写出A图中带标号仪器的名称：①_______________，②_______________。
（2）用该方法制取氧气的化学方程式是_____________________________________。
（3）该方法制取氧气的发生装置应选择___若有C装置采用排水法收集氧气，进气口为____________。(填a或b)
★（4）若用D装置干燥氧气，D中应盛放的试剂是___________________。
4． 通常情况下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水。实验室用加热氯化氨和消石灰的固体混合物制取氨气。下图是实验室常用的装置。请回答：

（1）实验室制取氨气的发生装置，可选用 （填装置编号）；
（2）收集氨气，应采用的装置为 （填装置编号）；
5． 某同学用氯酸钾制取干燥、较纯净的氧气。实验步骤如下：
①检查装置气密性，气密性良好；
②先在试管中放入MnO2,再放入略多的KClO3,
③连接好实验装置；
④加热；
⑤收集气体；
⑥适当的时间后，停止加热，拆卸装置。
回答下列问题：
★（1）装置A中所装试剂是__________。
（2）方框B中最好选用下列装置中的____（填字母序号）
（3）实验中观察到何种现象时开始收集气体_____。
（4）实验结束后，该同学发现收集到的气体比预计的少很多，百思不得其解。你认为可能的原因是_________

6． 请你参与学习小组的探究活动，并回答相关问题。小明为了研究氧气的性质，需要制取并收集干燥的氧气，以下是实验室提供的一些实验装置。

（1）写出所标仪器的名称：①　　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　　　　　　。
（2）装置A中所加固体试剂的名称　　　　　　　　　，写出反应的化学方程式：
　　　　　　　　 　　　　　　　　。
★（3）小明同学欲制取一瓶干燥的氧气，请你帮他选择装置。
连接顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　（填写管口连接顺序）。
该气体如何验满？　　　　　　　　　　　　　　　　　。
★（4）若只改变A装置中的药品，仍采用（3）中的连接顺序，还可以用来制取的气体是　　　　　，如何检验该气体？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）若上述实验中收集的气体不纯，则可能的原因是　　　　　　　　　　　　。
（任写一种）

7． 从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计。科学实验的正确步骤应为：①明确实验目的；②收集有关资料；③设计合理方案；④进行科学实验。请你按照以上四步，完成以下实验设计。根据下图回答下列问题：

（1） 双氧水（H2O2）是一种无色液体，在二氧化锰的催化作用下，迅速分解放出氧气，实验室常用这种方法制取氧气。
① 明确实验目的：在实验室里制取氧气。
② 收集有关资料：双氧水是一种无色　　　　　体，二氧化锰是　　　　　固体，反应条件是　　　　　；氧气密度　　　　　于空气密度且　　　　　水。
③ 设计合理方案：发生装置选用　　　　　　　　　　，收集装置选用　　　　　　　　　　。
④ 进行科学实验。
（2） 在实验室中，可以加热氯酸钾和二氧化锰固体混合物制取氧气，且二氧化锰起催化作用。试完成如下设计：
① 确实实验目的：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
② 收集有关资料：氯酸钾是　　　　　　　　　　，二氧化锰是　　　　　　　　　　（填“颜色”和“状态”）。
③ 设计合理方案：发生装置选用　　　　　。收集装置选用　　　　　。
④ 进行科学实验

8． 研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
[假设] H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
[实验方案]常温下，在两瓶同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
[进行实验]右下图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中A仪器名称是:,此实验中B处宜采用的气体收集方法是:。
[实验记录]

[结论]该探究过程得出的结论是__________________________________________。
[反思] H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或 红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和 红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的和是否改变。
H2O2生成O2的快慢还与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出假设和实验方案)
[假设] 。
[实验方案] 。

9． 氧气、氢气、二氧化碳是初中常见的气体，根据图中装置及仪器回答问题：
A
B
C
D
E
a
b

（1）写出仪器a、b的名称：a、 b、 。
（2）实验室用KClO3和MnO2的混合物共热制取氧气，可选用的发生装置和收集装置是（填编号，以下同） ；反应方程式为 ；该反应的基本反应类型是 。
★（3）实验室制取CO2气体所需的发生装置和收集装置是 ；反应方程式为：
；检验CO2气体是否收集满的
方法是： 。
若将C、E装置组合，则还能用于制取 气体。
（4）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有刺激性气温的气体，密度比空气小。NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性。
①制取氨气反应的方程式为2NH3Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2X。X的化学式为： 。
②制取并收集NH3，应该从上图中选择的发生装置是 ，收集装置是 。