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第二章空气与水资源第3节氧气的制备导学案
一、自主预科填空
实验室制取氧气常用的方法有________、________和________。
高锰酸钾制取氧气的文字表达式为________。
二、知识清单
氧气的工业制法
原理:________。
方法:________。
氧气的实验室制法
加热高锰酸钾制取氧气:________。
分解过氧化氢溶液制取氧气:________。
加热氯酸钾制取氧气:________。
气体的发生装置和收集装置
发生装置的选择依据:________。
收集装置的选择依据:________。
三、要点讲解
氧气的工业制法
原理:利用液态空气中各成分的沸点不同,通过分离液态空气制取氧气。
方法:先将空气加压降温变为液态,然后升温,由于氮气的沸点低于氧气,氮气先蒸发出来,剩下的主要是液态氧气。
常考易错点:对工业制氧的原理理解不透彻,误以为是化学变化。
氧气的实验室制法
加热高锰酸钾制取氧气:
药品:高锰酸钾。
反应原理:高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,
实验装置:固体加热型,包括酒精灯、试管、铁架台、导管、水槽、集气瓶等。
实验步骤:查(检查装置气密性)、装(装入药品)、定(固定装置)、点(点燃酒精灯加热)、收(收集气体)、离(将导管撤离水槽)、熄(熄灭酒精灯)。
注意事项:试管口要略向下倾斜,防止冷凝水回流使试管炸裂;在试管口放一团棉花,防止高锰酸钾粉末进入导管。
分解过氧化氢溶液制取氧气:
药品:过氧化氢溶液、二氧化锰。
反应原理:过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气
实验装置:固液不加热型,包括锥形瓶、长颈漏斗(或分液漏斗)、双孔塞、导管、集气瓶等。
注意事项:长颈漏斗的下端要伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
加热氯酸钾制取氧气:
药品:氯酸钾、二氧化锰。
反应原理:氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下分解生成氯化钾和氧气
实验装置:固体加热型,与加热高锰酸钾制取氧气的装置相似。
常考易错点:
实验装置的选择错误,如用分解过氧化氢溶液制取氧气时选择了固体加热型装置。
实验步骤顺序错误,如先熄灭酒精灯再将导管撤离水槽。
催化剂的概念理解不准确,认为催化剂在反应中质量和性质都不变。
气体的发生装置和收集装置
发生装置的选择依据:反应物的状态(固体、固体和液体、液体)和反应条件(是否需要加热)。
固体加热型:适用于反应物为固体且反应需要加热的情况,如加热高锰酸钾制取氧气。
固液不加热型:适用于反应物为固体和液体且反应不需要加热的情况,如分解过氧化氢溶液制取氧气。
收集装置的选择依据:气体的密度(与空气相比)和溶解性。
排水法:适用于不易溶于水且不与水反应的气体。
向上排空气法:适用于密度比空气大且不与空气中成分反应的气体。
向下排空气法:适用于密度比空气小且不与空气中成分反应的气体。
常考易错点:不能根据气体的性质正确选择收集装置;对发生装置的适用情况判断错误。
四、例题赏析
工业上大量制取氧气的方法是()
A.加热氯酸钾B.加热高锰酸钾
C.分离液态空气D.加热二氧化锰
答案:C
解析:工业上制取大量氧气的方法是分离液态空气,利用各成分沸点不同进行分离,C选项正确;加热氯酸钾、加热高锰酸钾都是实验室制取氧气的方法,A、B选项错误;加热二氧化锰不能制取氧气,D选项错误。
实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,不需要使用的仪器是()
A.长颈漏斗B.酒精灯C.导管D.集气瓶
答案:B
解析:用过氧化氢溶液制取氧气是固液不加热型反应,不需要酒精灯加热,B选项符合题意;长颈漏斗用于添加过氧化氢溶液,导管用于导出气体,集气瓶用于收集氧气,A、C、D选项不符合题意。
五、考点集训
下列关于工业制取氧气的说法,错误的是()
A.工业制氧属于物理变化
B.该过程中氮气先被分离出来
C.所得氧气是纯净物
D.分离液态空气的过程中各成分的沸点不变
实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,有以下实验步骤:①将高锰酸钾装入试管中,用带导管的塞子塞紧,固定在铁架台上;②点燃酒精灯,给试管加热,用排水法收集氧气;③检查装置的气密性;④熄灭酒精灯;⑤将导管从水槽中取出。正确的操作顺序是()
A.①②③④⑤B.③①②⑤④C.③①②④⑤D.①③②⑤④
实验室制取氧气时,下列操作错误的是()
A.固定试管时,试管口略向下倾斜
B.加热时,先预热,再对药品部位集中加热
C.导管口刚有气泡冒出时,立即收集气体
D.实验结束,先将导管从水槽中取出,再熄灭酒精灯
某同学用向上排空气法收集一瓶氧气,验满的方法是()
A.将带火星的木条伸入集气瓶内
B.将带火星的木条放在集气瓶口
C.向集气瓶中倒入澄清石灰水
D.
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