课题3 制取氧气第1课时 加热高锰酸钾制取氧气一、学习目标1.知道氧气的工业制法。2.了解实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置及操作步骤，初步了解实验室制取气体的一般思路。二、学习重难点重点：实验室用高锰酸钾制取氧气的原理、装置及操作步骤。难点：制取氧气发生装置和收集方法的选择依据、验满方法以及体会实验室制取物质的一般思路。三、学习过程【课前任务】1知识回顾：氧气的物理性质。【答案】一般状况下，氧气是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。【详解】物质的化学性质是需要发生化学变化才能表现出来的性质，物理性质是不需要发生化学变化就能表现出来的性质，包括物质的颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、溶解性等，化学性质一般包括可燃性、氧化性、稳定性、还原性等。故氧气的物理性质有：一般状况下，氧气是无色、无味的气体，密度比空气大，不易溶于水。2查阅资料：人类呼吸、医疗急救、工业生产等所需的氧气是如何获取的。【答案】植物光合作用、分离液态空气等。【详解】氧气可以供给呼吸，常用于医疗急救；氧气可以支持燃烧，常用于工业生产等，光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程；工业上利用各成分沸点不同，利用分离液态空气的方法制取氧气，故人类呼吸、医疗急救、工业生产等所需的氧气可通过植物光合作用、分离液态空气等方法获取。【课堂探究】3任务一：阅读教材P44资料卡片，并结合下列流程图了解工业制取氧气的原理。(1)分离液态空气法是利用 的沸点比 的沸点低， 先从液态空气中分离出来。(2)该过程发生了 （填“物理”或“化学”）变化。【答案】(1) 液氮 液氧 氮气#N2(2)物理【详解】（1）分离液态空气制取氧气，是利用液氮和液氧沸点的不同，将其分离，液氮的沸点比液氧的沸点低，故升温过程中，氮气先从液态空气中分离出来；（2）该过程只是状态的改变，无新物质生成，属于物理变化。4任务二：了解实验室用高锰酸钾分解制氧气的原理、装置和操作。(1)反应原理反应的文字表达式为： 。其中高锰酸钾是 色 体试剂。(2)实验装置：气体制取的装置包括发生装置和收集装置。发生装置主要是药品发生化学反应的场所，发生装置中使用了哪些仪器 ？试管口为什么要略向下倾斜？ 收集气体的方法有排水法、向上排空气法和向下排空气法，收集氧气可选用哪些方法？依据分别是什么？ 用高锰酸钾制取氧气时，为什么要在试管口内放一团棉花？ (3)实验操作：观看教师演示实验或实验视频，总结氧气制取的操作步骤和注意事项。 查：组装仪器，检查装置的 ； 装：把药品装入试管内，使之 在试管底部，管口塞一小团 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； 定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；点：点燃酒精灯加热（记得 ）；收：用排水法收集氧气（等气泡 放出时再开始收集）；移：实验完毕，先把 从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； 熄：熄灭酒精灯。【答案】(1) 暗紫 固(2) 试管、酒精灯、铁架台、带导管的单孔橡胶塞 防止冷凝水倒流，炸裂试管 排水法：氧气不易溶于水且不与水反应；向上排空气法：氧气密度比空气略大 防止加热时试管内粉末状物质进入导管(3) 气密性 平铺 棉花 预热 连续均匀 导气管#导管【详解】（1）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的文字表达式为：；其中高锰酸钾是暗紫色固体试剂；（2）由图可知，发生装置中使用的仪器为：试管、铁架台、酒精灯、带导管的单孔橡胶塞；给试管中的固体加热时，试管口要略向下倾斜，其目的是：防止冷凝水倒流，炸裂试管；氧气不易溶于水，且与水不反应，故可用排水法收集，氧气密度比空气略大，故可选择向上排空气法收集；用高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花，其目的是：防止加热时试管内粉末状物质进入导管；（3）氧气制取的操作步骤和注意事项： 查：组装仪器，检查装置的气密性，防止装置漏气，浪费药品；装：把药品装入试管内，使之平铺在试管底部，管口塞一小团棉花（防止加热时试管内粉末状物质进入导管），用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口； 定：用铁夹夹持试管，并固定在铁架台上；点：点燃酒精灯加热（记得先预热，防止试管受热不均，炸裂）；收：用排水法收集氧气（等气泡连续均匀放出时再开始收集，因为一开始排出的是空气）；移：实验完毕，先把导管从水槽中移出水面（防止水倒吸回热的试管，使试管炸裂）； 熄：熄灭酒精灯。5任务三：思考与讨论(1)如何检验收集的气体是否为氧气？(2)用排水法或向上排空气法收集氧气时，如何判断集气瓶中的氧气是否收集满？【答案】(1)将带火星的木条插入集气瓶中，木条复燃，则证明收集的气体为氧气(2)排水法：当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满；向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满【详解】（1）氧气具有助燃性，所以检验收集的气体是否是氧气的方法是：将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明气体是氧气；（2）用排水法收集气体时，判断集气瓶中气体已收集满的方法是：当集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出时，证明已收集满；用排空气法收集氧气时，检验集气瓶中氧气是否已收集满的方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，如木条复燃，则证明已满。【课堂练习】6实验室用高锰酸钾制取氧气不需要用到的仪器是A烧杯B集气瓶C导管D酒精灯【答案】A【详解】加热高锰酸钾的方法制取氧气时，要用到酒精灯、铁架台、试管、集气瓶、橡胶塞、导管等仪器，用不到烧杯。故选A。7下图是实验室用高锰酸钾制取氧气的部分实验操作，其中正确的是ABCD熄灭酒精灯【答案】C【详解】A、应用药匙取用固体药品，且瓶塞应倒放，图中操作错误，不符合题意；B、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，图中操作错误，不符合题意；C、氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，符合题意；D、禁止用嘴吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，不符合题意。故选C。8工业制氧气采用分离液态空气法，先将空气液化，然后逐渐升温，关于这个过程的描述不正确的是A有新物质氧气生成B利用了物质的沸点不同C先收集到的氮气沸点较低D得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体【答案】A【详解】A、工业制氧气得到的氧气是空气中本来就含有的，而不是新生成的，故A错误；B、在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后升温，因为氮气和氧气的沸点不同，可以将氮气和氧气分离，故B正确；C、由于氮气沸点比氧气低，所以氮气先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态氧，故C正确；D、空气中除了氧气和氮气外，还有稀有气体、二氧化碳等物质，所以得到的氮气或氧气中可能混有稀有气体，故D正确。故选A。9如图是实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置图，下列有关实验操作的分析错误的是()A气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气B试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂C加热：直接用酒精灯的火焰对准药品所在位置加热D停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒流入试管，引起试管的炸裂【答案】C【详解】A、气密性检查：用手握紧试管，观察到水中导气管有气泡冒出，说明装置不漏气；故选项正确，但不符合题意；B、试管口略向下倾斜：防止试管壁上的水流入试管底部，导致试管炸裂；故选项正确，但不符合题意；C、先对试管进行预热防止受热不均匀炸裂试管，然后对药品部分进行集中加热；故选项错误，但符合题意；D、停止加热：先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒吸进入试管，试管破裂；故选项正确，但不符合题意；故选C。10如图所示，实验室用加热高锰酸钾制取氧气。(1)反应原理：反应的文字表达式为 。(2)试管口棉花的作用是 。(3)用排水法收集氧气的原因是 ，判断氧气集满的方法是 。【答案】(1)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气(2)防止粉末状固体进入导管(3) 氧气不易溶于水 观察到集气瓶中的水排完，集气瓶口有大量气泡冒出【详解】（1）高锰酸钾受热分解产生锰酸钾、二氧化锰与氧气，化学反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；（2）反应过程中为防止粉末状固体进入导管，造成堵塞，需要在试管口放一团棉花；（3）氧气不易溶于水，则可以用排水集气法收集；用排水集气法收集氧气时，集满时集气瓶中的水被全部排出，则观察到集气瓶口有大量气泡冒出时，说明氧气集满。 7 / 8