氧气的制法复习.doc

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1—3 氧气的制法

知识疏理

．氧气的实验室制法
（1）药品：氯酸钾（白色固体）和二氧化锰（黑色粉末）或高锰酸钾（紫黑固体）。
二氧化锰
△
（2）反应原理：
氯酸钾 氯化钾 + 氧气 高锰酸钾 △
锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
KClO3 KCl O2 KMnO4 K2MnO4 MnO2 O2
（白色） （绿色）
（3）实验仪器装置：
发生装置A
收集装置B、C

（4）收集方法
①排水法：因为氧气不易溶于水 ②向上排空气法：因为氧气的密度比空气大。

（5）验满方法
用向上排空气法收集氧气时验满的方法是：用带火星的木条放到集气瓶口，若复燃，证明收集满了。
（6）检验方法
用带火星的木条伸入到集气瓶内，若复燃，证明收集的是氧气。
（7）操作步骤：“查、装、定、点、收、离、熄”（茶庄定点收得息）
（8）注意事项
① 应根据酒精灯和水槽的高度固定试管，使酒精灯的外焰能正对着试管里放药品的部位。
② 试管口要略向下倾斜，防止水倒流造成试管破裂。
③ 试管中的导管要稍露出瓶塞，便于气体导出。
④ 铁夹应夹在离试管口1/3处，便于加热。
⑤ 药品应平铺在试管底部，以增大受热面积，同时便于氧气逸出。
⑥ 若用高锰酸钾制氧气，试管口部要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管或水槽。
⑦ 用氯酸钾制氧气时，试管口不能塞棉花，这是因为氯酸钾具有强氧化性且在二氧化锰的作用下，分解速度很快，棉花又是可燃物，易着火燃烧，以至发生爆炸。因此用氯酸钾制氧气时，要求试管洁净，原料纯净，切不可混有可燃物。
⑧ 用排水法收集氧气要比排气法纯，用向上排空气法收集氧气时，导管要伸入到瓶底，目的是尽量排尽空气。用排水法收集时，要当气泡均匀连续的放出时才能收集，因为刚开始的氧气中混有空气，不纯。
⑨ 排水法收集完毕，应先撤导管，然后熄灭酒精灯，防止试管里温度骤然降低，气压减小，水槽中的水倒流，使试管炸裂。
⑩ 收集满氧气的集气瓶应正放在实验台上，因为氧气的密度比空气大。
．催化剂、催化作用
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改变的物质叫催化剂，又叫触媒，催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
催化剂只能延长或缩短化学反应时间，不能使不能反应的反应发生，不会改变生成物的性质和质量，即“一变二不变”
．分解反应：一变多的反应。
．氧气的工业制法——分离液态空气法

例题精析

例1 实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气,大致可分为以下步骤：① 装药品；②加热；③检查气密性；④固定在铁架台上；⑤用排水法收集氧气；⑥停止加热；⑦把导管从水中撤出。试回答：
（1）实验的正确操作顺序是_________（填序号），最后两步操作顺序颠倒，可能造成的后果是_____。
（2）该反应的文字表达式是____________________。
（3）用排水法收集氧气时怎样使收集到的气体基本不含氮气？
解析：制取氧气的实验步骤：组装仪器（先下后上，再从左到右）、检查装置的气密性、装药品、固定、收集；检验、移出导管、熄灭酒精灯。最后两步若颠倒，因停止加热后试管内气压减小，水槽内水倒流，试管破裂，解题难点是第（3）小题，为什么收集的气体中会含有氮气？它来源于哪里？其实，氮气的来源是空气。若把该问改为“如何使收集到的气体基本不含空气？”就容易多了。
答案：（1）③①④②⑤⑦⑥；水倒流，使试管破裂 （2）氯酸钾 氯化钾 + 氧气 （3）集气瓶装满水，不能留有气泡；等气泡均匀、连续放出时再用集气瓶收集。

例2 工业上用的大量氧气，主要是用分离液态空气制取的，这个方法利用（ ）
A．分解反应 B．化合反应
C．氧化反应 D．液态氧和液态氮的沸点不同
解析：分离液态空气得到氮气和氧气，表面上看好像一种物质生成两种物质，而实质上是一个物理变化，只是利用了液氧和液氮的沸点不同，将空气中混合在一起的氮气和氧气进行分离，而不是分解。
答案选D

例3 下列有关催化剂的说法中正确的是（ ）
A．反应前后性质和质量不变 B．一定加快反应的速率
C．催化剂就是二氧化锰 D．没有二氧化锰作催化剂，氯酸钾也能分解
解析：催化剂是“改变”反应速率，不一定加快，反应前后只有化学性质不变，不是所有性质都不变。在不同的反应中催化剂不一定是二氧化锰。没有二氧化锰催化，氯酸钾分解变慢，不是不分解，故答案选D

例4实验室用氯酸钾和少量高锰酸钾混合加热能迅速制得氧气，其主要原因是（ ）
A．高锰酸钾是氯酸钾分解的催化剂 B．氯酸钾加速了高锰酸钾的分解
C．高锰酸钾分解产生的二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂 D．高锰酸钾比氯酸钾易分解
解析：答案D这种说法正确，但它并不是本题迅速制得氧气的主要原因，主要原因是高锰酸钾分解得到的二氧化锰加快了氯酸钾的分解，故答案选C

例5 某学生设计如下实验：证明二氧化锰对氯酸钾的分解反应起催化作用。
① 单独加热A处氯酸钾，直到氯酸钾固体熔化后才能检验有少量的氧气放出；② 停止加热A处后，将试管迅速竖直，则B处的二氧化锰滑落到试管底部与氯酸钾接触，则有大量氧气放出。
他根据实验得出结论：二氧化锰能加快氯酸分解反应速率。因此二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂。
（1）你认为这个结论是否严密________________。
（2）为了使结论科学、严密，还需要做的实验是____________。
（3）一般检验是否有氧气放出可以用__________________。另外还可以用什么方法来比较生成氧气速率的大小______________________。

解析：实验①告诉我们氯酸钾在较高温度下才缓慢分解。实验②的结果还有一种可能那就是二氧化锰遇热后分解出氧气。因此还要单独加热二氧化锰，排除这一情况。
答案：（1）不严密 （2）单独加热B处二氧化锰，检验是否放出氧气（3）带火星的木条；将导管通入水中观察气泡放出的速率

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