制取氧氣-加熱高錳酸鉀制取氧氣 （解析版）初二升初三化學(xué)銜接自學(xué)課

第11講制取氧氣——加熱高錳酸鉀制取氧氣【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道氧氣的工業(yè)制法2.掌握實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、裝置、操作步驟及注意事項(xiàng)等3.初步形成制取氣體的一般思路和方法【基礎(chǔ)知識】1.工業(yè)制氧----分離液態(tài)空氣思考：在液態(tài)空氣分離過程中，氮?dú)?、氬氣、氧氣三種氣體哪種氣體先出來？該過程的利用的是什么原理？屬于什么變化？答：氮?dú)?；利用空氣中各成分的沸點(diǎn)不同；物理變化。2.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的方法①實(shí)驗(yàn)原理：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣②藥品：高錳酸鉀KMnO4是一種暗紫色固體③根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可選擇以下儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：思考：選擇以上實(shí)驗(yàn)儀器的依據(jù)是什么？啟示：反應(yīng)物在什么條件下反應(yīng)？反應(yīng)物在哪里反應(yīng)？怎樣收集起來？④實(shí)驗(yàn)裝置圖這樣組裝儀器的依據(jù)是什么？啟示：反應(yīng)物的狀態(tài)？反應(yīng)條件？氣體的溶解性？密度與空氣比較？⑤實(shí)驗(yàn)步驟：查--裝---定---點(diǎn)---收---離---熄⑥驗(yàn)滿(1)排水法收集：當(dāng)集氣瓶沒有水只有氣體，證明已收集滿。(2)向上排空氣法收集：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已收集滿。⑦注意事項(xiàng)（1）試管口略向下傾斜：防止藥品中的水在試管口凝結(jié)，回流到試管底部導(dǎo)致試管炸裂。（2）導(dǎo)管不能伸入太長：有利于產(chǎn)生的氣體排出。（3）試管口放一團(tuán)棉花：防止加熱時(shí)高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管。（4）排氣法收集氣體時(shí)，待導(dǎo)管口有均勻氣泡冒出時(shí)再收集：有利于集氣瓶內(nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面，然后熄滅酒精燈：有利于集氣瓶內(nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。3.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的一般思路氣體檢驗(yàn)和驗(yàn)滿確定反生裝置確定收集裝置確定反應(yīng)原理氣體檢驗(yàn)和驗(yàn)滿確定反生裝置確定收集裝置確定反應(yīng)原理在眾多能夠產(chǎn)生氧氣的化學(xué)反應(yīng)里，滿足什么特點(diǎn)的反應(yīng)才能被利用來制取氧氣呢？確定反應(yīng)原理：①反應(yīng)物沒有氣體參與②生成物只有一種氣體確定反應(yīng)藥品：①反應(yīng)條件易達(dá)到②藥品容易獲?、鄯磻?yīng)物速率適中確定制取裝置：根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置；根據(jù)氣體的性質(zhì)選擇收集裝置檢驗(yàn)和驗(yàn)滿：根據(jù)氣體性質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)檢驗(yàn)和驗(yàn)滿【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：工業(yè)制氧例1.工業(yè)制氧氣，先將空氣液化，然后逐漸升溫，關(guān)于這個(gè)過程的描述錯(cuò)誤的是（）A.有新物質(zhì)氧氣生成 B.利用了物質(zhì)的沸點(diǎn)不同C.先收集到的氮?dú)夥悬c(diǎn)較低 D.屬于物理變化【答案】A【解析】A.空氣中含有氧氣，所以分離液態(tài)空氣法得到的氧氣不是新生成的，說法錯(cuò)誤；B.工業(yè)上是從液化空氣法利用空氣中氮?dú)夂脱鯕獾姆悬c(diǎn)不同制氧氣，說法正確；C.工業(yè)上是從液化空氣法利用空氣中各成分的沸點(diǎn)不同制氧氣，氮?dú)夥悬c(diǎn)較低先收集到，說法正確；D.工業(yè)制氧氣用分離液態(tài)空氣法制取氧氣的過程中沒有新物質(zhì)生成，發(fā)生的屬于物理變化，說法正確。故選A?？键c(diǎn)二：實(shí)驗(yàn)室制氧原理的選擇例2.

現(xiàn)有下列反應(yīng)：①②③。其中適用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的有（）A.①②③ B.①③ C.②③ D.①②【答案】D【解析】加熱高錳酸鉀、分解過氧化氫溶液制取氧氣，生成物只有氧氣一種氣體，生成的氧氣較純，而加熱硝酸銨生成氮?dú)夂脱鯕?，生成的氧氣不純，所以適用于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的有①②。故選D?？键c(diǎn)三：加熱高錳酸鉀制取氧氣例3.實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣，下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本操作正確的是（）A.

檢查裝置氣密性 B.

取用高錳酸鉀C.

點(diǎn)燃酒精燈 D.

驗(yàn)滿氧氣【答案】A【解析】A.檢查該裝置氣密性時(shí)，先將導(dǎo)管放入水中，再用手緊握試管，若有氣泡冒出，則說明裝置氣密性良好，該選項(xiàng)操作正確；B.高錳酸鉀為粉末，應(yīng)將試管傾斜，然后用藥匙將藥品送至試管底部，該選項(xiàng)操作不正確；C.禁止用燃著的酒精燈點(diǎn)燃另一只酒精燈，該選項(xiàng)操作不正確；D.氧氣驗(yàn)滿時(shí)，應(yīng)將帶火星的木條放在集氣瓶口，而不是伸入瓶中，該選項(xiàng)操作不正確。故選A。例4.實(shí)驗(yàn)室加熱高錳酸鉀制取氧氣，有如下操作步驟，其操作順序正確的是①加熱藥品；②檢查裝置的氣密性；③把藥品裝入試管中，并把裝置安裝好；④用排水法收集氧氣；⑤從水槽中取出導(dǎo)管；⑥熄滅酒精燈。A.②③①④⑤⑥ B.②③①④⑥⑤C.③②①④⑥⑤ D.③②①④⑤⑥【答案】A【解析】加熱高錳酸鉀制取氧氣，其操作順序是先檢查裝置的氣密性，再把藥品裝入試管中，并把裝置安裝好，然后加熱藥品，用排水法收集氧氣，再從水槽中取出導(dǎo)管，最后熄滅酒精燈，即正確步驟是②③①④⑤⑥，故選A?？键c(diǎn)四：制取氣體的一般思路例5.用如圖所示的裝置制取氣體，需滿足的條件是①反應(yīng)物都是固體②反應(yīng)需要加熱③制得的氣體不易溶于水④制取的氣體密度比空氣大A.①② B.②③④ C.①②③ D.①②③④【答案】C【解析】此裝置的發(fā)生裝置屬于固固加熱型，選擇此裝置應(yīng)滿足的條件是：反應(yīng)物的狀態(tài)是固體，反應(yīng)條件是加熱；此收集裝置屬于排水法集氣，選用此裝置應(yīng)滿足的條件是：氣體不易溶于水，與制取的氣體密度和空氣的大小無關(guān)；①②③是正確的；故選C?！具^關(guān)檢測】1.如圖是關(guān)于工業(yè)制取氧氣和氧氣化學(xué)性質(zhì)的部分知識網(wǎng)絡(luò)，關(guān)于說法正確的是（）A.工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣是利用了氧氣的化學(xué)性質(zhì)B.①、②兩類反應(yīng)均體現(xiàn)了氧氣的可燃性C.①類反應(yīng)吸收熱量D.木炭在①類反應(yīng)中的生成物為二氧化碳【答案】D【解析】A.工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣，是利用液氮和液氧沸點(diǎn)的不同，將其分離，沸點(diǎn)屬于物理性質(zhì)，不符合題意；B.反應(yīng)①紅磷、木炭、鐵等能在氧氣中燃燒，說明氧氣具有助燃性，不具有可燃性，反應(yīng)②鐵、食物等能與氧氣發(fā)生緩慢氧化，說明氧氣具有氧化性，不符合題意；C.①類反應(yīng)，物質(zhì)在氧氣中燃燒，放出熱量，不符合題意；D.木炭在氧氣中燃燒生成二氧化碳，符合題意。故選D。2.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的說法中，正確的是（）A.用排空氣法收集氣體驗(yàn)滿的方法為將帶火星的小木條伸入瓶中B.用排水法收集氣體時(shí)，提前將導(dǎo)管伸入盛滿水的集氣瓶以便于收集氣體C.根據(jù)氧氣的密度比空氣大這一物理性質(zhì)，可以選擇向下排空氣法進(jìn)行收集D.選擇制取氣體的原理時(shí)，用來制取氧氣的反應(yīng)物中必須含有氧元素【答案】D【解析】A.將帶火星的木條放在集氣瓶口，如果木條復(fù)燃，表明氧氣已集滿。A不正確；B.加熱固體藥品前或者加熱固體藥品的同時(shí)將導(dǎo)氣管伸入盛滿水的集氣瓶，會將試管和導(dǎo)氣管里的空氣收集到集氣瓶。B不正確；C.根據(jù)氧氣的密度比空氣大這一物理性質(zhì)，可以選擇向上排空氣法進(jìn)行收集。C不正確；D.根據(jù)質(zhì)量守恒定律，選擇制取氣體的原理時(shí)，用來制取氧氣的反應(yīng)物中必須含有氧元素。D正確。綜上所述：選擇D。3.下列實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)操作中，正確的是（）A.組裝發(fā)生裝置 B.加入高錳酸鉀C.點(diǎn)燃酒精燈 D.加熱高錳酸鉀【答案】B【解析】A.如圖組裝容易損壞玻璃導(dǎo)管和試管，應(yīng)該橫放，手捏住橡皮塞稍用力旋進(jìn)試管，錯(cuò)誤；B.加入固體可用藥匙將固體送入試管底部再直立試管，正確；C.不能用燃著的酒精燈點(diǎn)燃另一盞酒精燈，會引起失火，錯(cuò)誤；D.加熱高錳酸鉀試管口需要放一團(tuán)棉花，防止固體進(jìn)入導(dǎo)管，錯(cuò)誤。故選：B。4.如圖是實(shí)驗(yàn)室中氧氣的制取、收集、驗(yàn)滿、性質(zhì)驗(yàn)證的操作，其中正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】A.高錳酸鉀制取氧氣，試管口要放一小團(tuán)棉花，防止高錳酸鉀粉末堵塞導(dǎo)管；并且試管口略向下傾斜，防止冷凝水倒流，引起試管炸裂；選項(xiàng)操作正確，故符合題意；B.氧氣的密度比空氣大，用向上排空氣法收集時(shí)，導(dǎo)管要伸入集氣瓶底部，圖中導(dǎo)管太短，選項(xiàng)操作錯(cuò)誤，故不符合題意；C.驗(yàn)滿時(shí)，帶火星的木條應(yīng)放在集氣瓶口，不應(yīng)伸入集氣瓶內(nèi)，選項(xiàng)操作錯(cuò)誤，故不符合題意；D.細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒時(shí)，會看到劇烈燃燒，火星四射，為防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底，集氣瓶底部要預(yù)先放少量的水或鋪一層細(xì)沙，選項(xiàng)操作錯(cuò)誤，故不符合題意。故選A。5.關(guān)于“加熱高錳酸鉀制得氧氣并用排水法收集”的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A.制取氣體時(shí)，先裝藥品，然后檢驗(yàn)裝置的氣密性B.加熱時(shí)，直接用酒精燈的火焰對準(zhǔn)藥品所在的位置加熱C.導(dǎo)氣管口開始產(chǎn)生氣泡時(shí)，立即用裝滿水的集氣瓶收集氣體D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)，先將導(dǎo)管移出水面，然后再停止加熱【答案】D【解析】A.制取氣體時(shí)，先檢驗(yàn)裝置的氣密性，確保裝置不漏氣然后裝藥品，選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。B.加熱時(shí)，先用酒精燈預(yù)熱，然后用酒精燈的火焰對準(zhǔn)藥品所在的位置加熱，否則容易受熱不均爆炸，選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。C.導(dǎo)氣管口開始產(chǎn)生氣泡時(shí)，排出的是空氣不能收集，當(dāng)看到有連續(xù)均勻氣泡冒出時(shí)才能用裝滿水的集氣瓶收集氣體，選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。D.反應(yīng)結(jié)束時(shí)，先將導(dǎo)管移出水面，然后再停止加熱，可以防止水倒流引起試管炸裂，選項(xiàng)說法正確。故選：D6.某氣體只能用向上排空氣法收集，由此得出它應(yīng)具備下列性質(zhì)的是（）①不易溶于水②易溶或能溶于水③密度比空氣大④密度比空氣小A.①③ B.②③ C.①④ D.②④【答案】B【解析】該氣體只能用向上排空氣法收集不能用排水法收集，故該氣體能溶于水或易溶于水，還有可能和水反應(yīng)；該氣體只能用向上排空氣法收集，說明該氣體密度比空氣密度大，故②③說法正確；答案：B。7.實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣。下列操作正確的是（）A.連接儀器 B.點(diǎn)燃酒精燈C.加熱高錳酸鉀 D.收集氧氣【答案】D【解析】A.連接儀器時(shí)如果將試管豎立放在桌面上，用力過猛會壓破試管，操作錯(cuò)誤；B.點(diǎn)燃酒精燈要用火柴，不能用一個(gè)酒精燈點(diǎn)燃另一個(gè)酒精燈，操作錯(cuò)誤；C.加熱高錳酸鉀時(shí)，試管口應(yīng)略傾斜向下，防止冷凝水回流至試管底部使試管炸裂，操作錯(cuò)誤；D.氧氣密度大于空氣，所以收集氧氣時(shí)，導(dǎo)管要伸入集氣瓶底，操作正確。故選D。8.在進(jìn)行“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)制得的氧氣不純。你認(rèn)為可能的原因是（）A.用排水法收集O2時(shí)，裝置漏氣B.用向上排空氣法收集O2時(shí)，導(dǎo)管伸入到集氣瓶的底部C.用排水法收集O2時(shí)，導(dǎo)管口冒出氣泡，立即收集D.用排水法收集O2，收集滿后，在水下蓋上玻璃片【答案】C【解析】A.用排水法收集氧氣時(shí)收集到的氧氣不純，可能是集氣瓶未裝滿水或未等導(dǎo)管口的氣泡連續(xù)均勻冒出時(shí)再收集，而裝置漏氣收集不到氧氣，故選項(xiàng)不符合題意；B.用排空氣法收集氧氣，導(dǎo)氣管伸到集氣瓶的底部，可以把集氣瓶中的空氣排盡，故選項(xiàng)不符合題意；C.用排水法收集，沒有等到氣泡連續(xù)均勻放出時(shí)就開始收集，原試管內(nèi)的空氣進(jìn)入集氣瓶，導(dǎo)致制得的氧氣不純，故選項(xiàng)符合題意；D.用排水法收集O2，收集滿后，在水下蓋上玻璃片，可以防止空氣的進(jìn)入，故選項(xiàng)分析不符合題意。故選C。9.實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有高錳酸鉀、火柴、棉花、升降臺等用品及以下儀器，請回答下列問題并填寫相關(guān)空白：(1)上述儀器中，E儀器的名稱為______；若用上述儀器及藥品制取氧氣，所需要的儀器編號為______（填字母），請寫出用上述藥品制氧氣反應(yīng)的表達(dá)式（文字或符號均可）______。(2)制取氧氣時(shí)需先檢查裝置的氣密性，其操作是：連接好儀器，把導(dǎo)管的一端放入水中，______（填一種操作），若裝置氣密性良好，可觀察到水中導(dǎo)管口有______的現(xiàn)象。(3)在試管中裝入少量藥品，并在試管口放一團(tuán)棉花，其作用是______。(4)用排水法收集氧氣時(shí)，待氣泡______時(shí)，開始收集。(5)停止加熱時(shí)，先要把______，然后在熄滅酒精燈。【答案】(1)酒精燈ABDEFG高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣/KMnO4K2MnO4+MnO2+O2(2)用手捂住試管氣泡冒出(3)防止粉末狀固體進(jìn)入導(dǎo)管(4)均勻冒出(5)導(dǎo)管移出水面【解析】（1）根據(jù)圖示可知E為酒精燈；題干提供的藥品中可以利用高錳酸鉀受熱分解制氧氣，該反應(yīng)中反應(yīng)物為固體，反應(yīng)條件為加熱，則發(fā)生裝置的組合為ADEG；氧氣不易溶于水，則可以用排水集氣法收集，組合為BF，故制取的組合為ABDEFG；高錳酸鉀受熱的文字表達(dá)式為：高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣；符號表達(dá)式為：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；（2）檢驗(yàn)高錳酸鉀制氧氣的發(fā)生裝置的氣密性操作為：連接好儀器，把導(dǎo)管的一端放入水中，用手捂住試管，若裝置氣密性良好，可觀察到水中導(dǎo)管口有氣泡冒出；（3）在高錳酸鉀受熱分解制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，為防止粉末狀固體進(jìn)入導(dǎo)管造成堵塞，則需要在試管口放一團(tuán)棉花；（4）實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)開始時(shí)導(dǎo)管口排出的為裝置中的空氣，不易收集，等到導(dǎo)管口氣泡均勻冒出才開始收集氧氣；（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后為防止水槽中的水被倒吸，需要先將導(dǎo)管移出水面，最后熄滅酒精燈。10.已知試劑A是一種暗紫色固體，加熱試劑A得到固體B和氣體C，物質(zhì)D是一種淡黃色固體粉末，它在氣體C中燃燒產(chǎn)生明亮的藍(lán)紫色火焰，同時(shí)生成一種能導(dǎo)致酸雨的有刺激性氣味的氣體?；卮鹣铝袉栴}：

(1)試劑A加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式為___________；(2)固體B屬于___________(填“純凈物”或“混合物”)；(3)物質(zhì)D在氣體C中燃燒的符號表達(dá)式是___________；該實(shí)驗(yàn)中瓶內(nèi)裝少量水的作用是___________；(4)物質(zhì)E是生活中使用最多的一種常見的金屬，E在氣體C中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________；為防止物質(zhì)E燃燒時(shí)炸裂瓶底，實(shí)驗(yàn)時(shí)可將瓶內(nèi)的水換成___________。(5)某班同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用試劑A制取氧氣，用排水法收集氧氣時(shí)，發(fā)現(xiàn)水槽中的水變成了紅色，原因是___________；收集完兩瓶氧氣后，熄滅酒精燈時(shí)忘記將導(dǎo)管從水槽中拿出