典型例题：制取氧气.doc

3.2 制取氧气 例题精讲
例1　氯酸钾分解制取氧气的必要条件是（ ）
A．加入少量二氧化锰 B．隔绝空气
C．加入少量高锰酸钾 D．加热到较高温度
分析：氯酸钾在较高温度（400℃以上）下，分解放出氧气，这是氯酸钾具有的化学性质，加热至较高温度（400℃以上）是氯酸钾分解放氧的必要条件。若不加热，在氯酸钾中加入二氧化锰或高锰酸钾，不论多与少都不会使氯酸钾分解放氧。隔绝空气跟氯酸钾能否分解毫无关系。故氯酸钾分解制氧的必要条件是加热至较高温度。
解答：选（D）。
例2 化合反应与分解反应的比较
分析：化合反应与分解反应均属于化学反应中的基本反应类型。对二者概念的理解可从感性到理性，从实例出发，进行比较，理解起来并不困难。下面列表将这两类反应进行一下比较。

化合反应
分解反应
实例

特征
反应物质是两种或两种以上的物质，生成物只有一种，即：多种变一种的反应。
反应物只有一种物质，生成物是两种或两种以上的物质，即：一种变多种的反应。
定义
两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。
例3　给固体药品加热时，为什么试管口一般要稍向下倾斜？
分析：给固体药品加热，一般选用试管，加热时，试管口要稍向下倾斜。原因是固体药品表面往往含有极少量的水分，加热时这些水分变为水蒸气蒸发，在试管口遇冷，部分水蒸气冷凝成水；有的固体药品受热时，能生成水，为了防止冷凝的水蒸气或反应后生成的水流到热的试管底部引起试管的破裂，所以给固体药品加热时，试管口一般要稍向下倾斜。
例4：空气在标准状况下的密度是1.29g/L，以下四种气体中：能用排水法收集的是：（）；能用向上排空气法收集的是：（）；既能用排水法又能用向下排空气法收集的是（ ）
A．密度1.977g/L 能溶于水 B．密度0.771g/L 极易溶于水
C．密度0.771g/L 极难溶于水 D．密度1.429g/L 不易溶于水
选题角度：考查学生对气体收集方法的选择，是否真正理解，同时考查学生思维迁移发散的能力。
思路分析：气体的收集方法与气体自身的性质有关，排水法或排空气法收集气体首要的条件是该气体不与水、空气反应，在此情况下，考虑水溶性、密度大小。A密度大于空气，能溶于水，只能用向上排空气法收集；B密度小于空气，易溶于水，只能用向下排空气法收集；C密度小于空气，难溶于水，既能用向下排空气法收集，又能用排水法收集；D密度大于空气，不易溶于水，既能用向上排空气法收集，又能用排水法收集。
解答：C、D；A、D；C。
启示：在学习的过程中，要善于及时对所学知识进行总结，并在以后的学习中逐渐的将之补充完善。
例5 下列气体中，既能用排水取气法又能用向上排空气法收集的气体是（ ）

A．氧气
B．氢气
C．二氧化碳
D．甲烷
标准状况下密度
1.429克/升
0.089克/升
1.978克/升
0.714克/升
在水中的溶解性
不易溶于水
难溶于水
能溶于水
难溶于水
（在标准状况下，空气的密度是1.293克/升）
分析：气体的收集方法是由该气体的物理性质决定的。难溶于水或不易溶于水的气体，可以用排水取气法收集；在相同条件下，密度比空气大的气体，可用向上排空气集气法收集；密度比空气小的气体，可用向下排空气集气法收集。为了将集气瓶内的空气排除干净，收集到较纯净的气体，排气集气时都应当把导管伸入集气瓶的底部。
上述四种气体中，既能用排水取气法收集又能用向上排空气法收集的气体是氧气。
解答：选（A）。
例6：下图是实验室用加热高锰酸钾制取氧气的实验装置图。

（1）写出该反应的文字表达式____________________________。
（2）在试管口处放一小团棉花，其作用是____________________。
（3）加热反应物，开始收集氧气的适宜时刻是_______________。集气瓶内的水完全排出后，用玻璃片盖住瓶口，把集气瓶小心移出水槽后，瓶子应______________，是因为___________。停止加热时，先把_________然后___________，其原因是____________。

选题角度：考查学生对实验室制氧气实验操作的掌握。
思路分析：要从考虑反应物及生成物的性质入手，分析原因。如高锰酸钾是粉末状物质，管口放棉花是为了防止粉末进入导管；由于氧气的密度大于空气的密度，所以氧气应瓶口向上放置等。
解答：
（1）
（2）防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，而引起导管堵塞
（3）导管口有气泡连续的均匀放了；正放在桌上；氧气的密度比空气大，防止氧气逸出；导管移出水面；熄灭酒精灯；防止水沿导管流入灼热的试管内而引起试管炸裂。
点评：物质的性质及实验操作的条件，往往是决定问题的关键。比如在本题中，反应物的状态，生成物的密度，及反应容器（试管）的温度等，考虑到这些是解本题钥匙。
例7：下图为实验室制取氧气的装置：

（1）请指出图中用标号所示仪器的名称：
A________；B________；C________；D________；E________；F________。
（2）指出图中错误之处：______________________________。
（3）制取氧气前，必须检查装置的________。收集氧气可用排水法的原因是___________，集满氧气瓶用玻片盖好后，瓶口应向_________放置，原因是___________。
（4）检验氧气的方法是____
（5）用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气的化学方程式为____________________。
选题角度：考查学生对实验室制备氧气的仪器装置、反应原理、关键操作步骤是否熟悉。
思路分析：解题前，亲历实验过程，知道该考虑反应物状态、反应条件、收集方法及安全等诸方面因素，来组装仪器装置；从最大效率的制备得到纯净氧气（确定是）的目的出发，考虑关键操作步骤及原因。
解答：
（1）A酒精灯；B试管；C铁架台；D导气管；E集气瓶；F水槽。
（2）①酒灯盛放酒精过满；②试管口应略向下倾斜；
（3）气密性；氧气不易溶于水；上；氧气的密度比空气大；
（4）用带火星的木条检验，使木条能复燃；
（5）
点评：学习过程中，要学会将知识系统化，从而达到对知识的全面理解和掌握
例8：实验室里制取氧气大致可分为下列步骤：
a.点燃酒精灯，加热试管
b.检查装置的气密性
c.将氯酸钾和二氧化锰的混合物装入试管，用带导管的塞子塞紧试管，并把它固定在铁架台上
d.用排水法收集氧气
e.熄灭酒精灯
f.将导管从水槽中取出
A．
B．
C．
D．
选题角度：考查学生对实验室制取氧气操作步骤的掌握情况。
思路分析：在认真做好实验的基础上，按实验前准备（气密性检查、添加药品）、实验过程（加热、开始收集气体）、实验结束（从水槽中取出导管、熄灭酒精灯）的思路，回想每一个步骤，根据题目要求或题目中给予的信息，作出正确判断。
解答：C
例9　二氧化锰可以加快任何化学反应的反应速率，因为它是催化剂。这句话正确吗？为什么？
分析：这种说法不正确。造成错误的原因是对催化剂概念理解不全面造成的。催化剂是指：在化学中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变化的物质。该定义中的“改变”包含加快或减慢反应速率两种可能。工业上把使化学反应速率加快的催化剂，叫做正催化剂；使化学反应速率减慢的催化剂，叫做负催化剂，所以不能把“改变”其他物质的反应速率，片面地理解为“加快”反应速率。另外，催化剂一般具有选择性，它只能改变某个反应或某一类反应的反应速率。例如，二氧化锰对氯酸钾受热分解起催化作用，但对高锰酸钾的受热分解不起催化作用，而是高锰酸钾分解后的一种生成物。因此，认为二氧化锰能改变任何化学反应的反应速率的说法是错误的。正确的说法是：在氯酸钾受热分解的反应中，可选择二氧化锰作催化剂，二氧化锰可使氯酸钾在较低温度下迅速放出氧气。
解答：同上。
例10：将质量相等的两份氯酸钾分别单独加热和与少量二氧化锰混合加热，其放出氧气的质量和反应时间的关系图正确的是（ ）

选题角度：考查学生对二氧化锰分解制氧气反应中所起的作用。
思路分析：本题应从二氧化锰能加快氯酸钾制氧气的速率和不能增加氧气的质量两个方面考虑。从B、D两图可看出，两反应最终所生成的氧气的质量不等，这是错误的，因为氯酸钾的质量一定时，加入二氧化锰不能增加生成的氧气的质量。图中斜线与横坐标的夹角越大，表示反应速率越快，从A、C图可看出，它们最终生成的氧气质量相同，但A表示的反应速率却是“单独加热氯酸钾”的快，且一加热就产生氧气，这是不符合事实的，而C表示的“氯酸钾和二氧化锰混合加热”的快，所以C应是正确答案。
解答：C
点评：学习过程中，学会抓住问题的关键进行分析，如本题中，关键在于催化剂的作用：加快了反应速率，但它本身并不产生氧气，也就是说它对产物产量没有影响。知道了这一点，再看图象就不难了。

6∕6