1、第二节第二节 氧气基础知识梳理氧气基础知识梳理 一、氧气的制法一、氧气的制法 1、工业制法和原理 根据空气中各成分的沸点不同，采用分离液态空气的方法进行根据空气中各成分的沸点不同，采用分离液态空气的方法进行 2、实验室制法实验室制法实验室制取气体的一般思路实验室制取气体的一般思路 确定依据 具体内容 药品 元素守恒 廉价易得 安全环保 耗能低 含氧元素含氧元素 过氧化氢溶液常见 产物是水，无污染 反应不需要加热反应不需要加热，常温就分解 原理 发生装置发生装置：反应物的状态反应物的状态 和反应条件和反应条件 收集装置收集装置：生成气体的性质性质 物理性质物理性质：溶解性、密度 化学性质：能否与
2、水反应 能否与空气中的成分反应 二氧化锰为固态，过氧化氢为液态，反 应不需要加热 物理性质：物理性质： 密度比空气略大，选择向上排空气法向上排空气法 不易溶于水，选择排水法 化学性质化学性质：不跟水反应 不跟空气中的其他成分反应 实 验 装 置 图 （ 或 仪 器） 2 套 P86 排空气法和排水法 分液漏斗的作用分液漏斗的作用：随时添加液体药 品。通过控制活塞，来控制滴加液 体的速度来控制反应速度；节约药 品。可以控制反应的发生和停止。 可用注射器来代替可用注射器来代替 操作步骤 及 注 意 事 项 1 1、连接装置，检查装置气密性、连接装置，检查装置气密性 2 2、装药品：向锥形瓶中加入二
3、氧、装药品：向锥形瓶中加入二氧 化锰粉末，向分液漏斗中加入过氧化锰粉末，向分液漏斗中加入过氧 化氢溶液。化氢溶液。 3 3、打开分液漏斗活塞，向锥形瓶、打开分液漏斗活塞，向锥形瓶 1、连接装置，检查装置气密性 2、装药品：向锥形瓶中加入二氧化锰粉 末，向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。 3、将集气瓶装满水，倒扣在水槽中。 4、打开分液漏斗活塞，向锥形瓶中加入 中加入过氧化氢溶液。中加入过氧化氢溶液。 4 4、用带火星的木条在集气瓶口检、用带火星的木条在集气瓶口检 验，若木条复燃，则收集满。验，若木条复燃，则收集满。 过氧化氢溶液。 5、等导管口有连续且均匀的气泡冒出导管口有连续且均匀的气泡冒出 时
4、，开始收集气体。 6、 等集气瓶口有大气泡冒出集气瓶口有大气泡冒出时， 在水下， 将毛玻璃片盖好，取出水面，正放在桌 面上。 收集方法 氧气不易溶于水不易溶于水 氧气密度比空气略大略大 排水排水法 向上排空气向上排空气法 验満验満方法 氧气有助燃性 带火星的木条放在集气瓶口放在集气瓶口，木条复燃 则满 放置方法 氧气密度比空气略大略大 正放正放在桌面上 检验检验方法 氧气有助燃性助燃性 带火星的木条深入瓶中深入瓶中，木条复燃则为 氧气 热点追踪：热点追踪： 1 1、检查装置气密性检查装置气密性 装置装置 操作步骤操作步骤 优点：装置简单，便于操作优点：装置简单，便于操作 缺点：容量小，不能随时
5、添加液体药品缺点：容量小，不能随时添加液体药品 连接装置，将导管一端放入水中，双手紧握试连接装置，将导管一端放入水中，双手紧握试 管外壁，若导管口有气泡冒出，则证明装置气管外壁，若导管口有气泡冒出，则证明装置气 密性良好。密性良好。 优点：可以随时添加液体药品优点：可以随时添加液体药品 缺点：不能控制反应的发生和停止缺点：不能控制反应的发生和停止 方法一：连接装置，打开止水夹，向长颈漏斗方法一：连接装置，打开止水夹，向长颈漏斗 内注水，至漏斗末端没在液面以下，将导管一内注水，至漏斗末端没在液面以下，将导管一 端放入水中，双手紧捂锥形瓶外壁，若导管口端放入水中，双手紧捂锥形瓶外壁，若导管口 有气
6、泡冒出，则证明装置气密性良好。有气泡冒出，则证明装置气密性良好。 优点：优点： 通过控制活塞的开关，可以控通过控制活塞的开关，可以控 制反应的发生和停止。制反应的发生和停止。 通过控制滴加液体的速度，课通过控制滴加液体的速度，课 一控制反应速度一控制反应速度 连接装置，关闭分液漏斗活塞，将导管一端放连接装置，关闭分液漏斗活塞，将导管一端放 入水中，双手紧捂锥形瓶外壁，若导管口有气入水中，双手紧捂锥形瓶外壁，若导管口有气 泡冒出，则证明装置气密性良好。泡冒出，则证明装置气密性良好。 2 2、气体收集方法再探究气体收集方法再探究 催化剂催化剂 (1)(1) 定义； 要点 能改变其他物质的化学反应速
7、率， 而本身的质量和化学性质在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 化学反应前后都不改变的物质叫做催化化学反应前后都不改变的物质叫做催化 剂。又叫触媒剂。又叫触媒 (2) 描述：某物质是某反应的催化剂 判断正误： 二氧化锰是催化剂（ ） 二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂（ ） 二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。（ ） (2)请设计实验证明： (3)形形色色的催化剂课本 P87 多识一点 (4)判断： 催化剂的作用是唯一的（ ）； 同一反应只有一种催化剂（ ）； 同一反应可以有多种催化剂，但催化剂的作用都相同，只有效果好坏的区别 试验试验 编号编号 操作步骤操作步骤 实验现
8、象实验现象 实验结论实验结论 实验实验 一：一： 分别取分别取10ml 5%10ml 5%的过氧化氢溶液的过氧化氢溶液 于于 ABAB 两支试管中， 向两支试管中， 向 B B 试管中加试管中加 入入 0.5g0.5g 二氧化锰粉末， 同时用两二氧化锰粉末， 同时用两 支带火星的木条深入试管中检验支带火星的木条深入试管中检验 A:A:试管中有少量气试管中有少量气 泡产生，木条不复泡产生，木条不复 燃。燃。 B:B:试管中有大量气试管中有大量气 泡产生，木条快速泡产生，木条快速 复燃。复燃。 二氧化锰二氧化锰 能加快过能加快过 氧化氢分氧化氢分 解反应速解反应速 速率速率 综上所综上所 述，二述
9、，二 氧化锰氧化锰 是过氧是过氧 化氢分化氢分 解反解反应应 的催化的催化 剂剂 实验实验 二二 将试管将试管 B B 中反应后的物质进行中反应后的物质进行 过滤、洗涤、烘干、称量过滤、洗涤、烘干、称量 仍然得到了仍然得到了 0.5g0.5g 二氧化锰粉末二氧化锰粉末 二氧化锰二氧化锰 在过氧化在过氧化 氢分解反氢分解反 应前后质应前后质 量不变量不变 实验实验 三三 将实验二中的到的将实验二中的到的 0.5g0.5g 二氧化二氧化 锰粉末放入试管中，再向其中加锰粉末放入试管中，再向其中加 入入 10ml 5%10ml 5%的过氧化氢溶液，并的过氧化氢溶液，并 用带火星的木条检验用带火星的木条
10、检验 试管中有大量气泡试管中有大量气泡 产生，木条快速复产生，木条快速复 燃燃 二氧化锰二氧化锰 在过氧化在过氧化 氢分解反氢分解反 应前后化应前后化 学性质不学性质不 变变 （ ）。 （5）要确定某物质是一个化学反应的催化剂，必须做哪些实验？ 测定该物质能否改变化学反应速率测定该物质能否改变化学反应速率 测定该物质的质量在化学反应前后是否改变测定该物质的质量在化学反应前后是否改变 测定该物质的化学性质在反应前后是否改变测定该物质的化学性质在反应前后是否改变 巩固训练：巩固训练： 1、 实验室常用二氧化锰作为氯酸钾分解制氧气的催化剂,下列表示反应开始以后产生氧气的质 量随时间的变化关系图(a
11、表示加二氧化锰;b 表示不加二氧化锰),其中正确的是( D D ) 2、分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器，可用于滴加液体或分离互不相溶的两种液体，实 验室部分装置如 A D 所示。 (1) 实验室用 KMnO4制取 O2的化学方程式为 (2)实验室制取气体通过反应物状态，反应条件等选用相应的反应装置，请完成下表空格。 制取的气体 反应物 反应条件 反应装置(填字母) O2 KClO3固体 催化剂 MnO2固体、加热 _A A_ O O2 2_ H2O2溶液 催化剂 MnO2固体、常温 C 或 D CO2 大理石和大理石和_ _稀盐酸稀盐酸 常温 C C 或或 D D N2 NH4Cl 饱和溶
12、液与 NaNO2饱和溶液 加热 _B_B_ H2 锌粒和稀硫酸溶液 常温 C C 或或 D D (3)关于装置 C 和 D 的下列说法正确的是 BD BD .(双项选择) A. 装置 C 发生反应时，分液漏斗下端必须浸没在液体中。 B. 装置 D 发生反应时，长颈漏斗下端必须浸没在液体中 C. 装置 C 和 D 的气密性检查的操作方法相同 D. 装置 C 和 D 均可用于制取一定量的 H2. 3、如图所示是实验室制取气体的常用装置，请根据要求回答问题： (1)仪器 a 的名称是 集气瓶集气瓶_ _； 利用装置 B 制取氧气时，反应的化学方程式是； 实验时，锥形瓶内长颈漏斗要插入液面以下，其原因
13、是_起到液封的作用起到液封的作用； 实验结束后，若要分离出锥形瓶中的固体物质，应用的分离方法是过滤过滤. (2)下面是利用装置收集气体的操作,正确的实验操作顺序是_(填序号). 待收集瓶内充满气体后，盖上玻璃片再移出水槽 等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶 将集气瓶注满水，用玻璃盖盖上瓶口，倒立在盛水的水槽中。 (3) 已知：氨气(NH3)是一种具有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水，实验室 常用加热氯化铵和熟石灰两种固体的混合物来制备氨气。 请你从如图中选出制备一瓶氨气所需 要的装置组合是_A_A 和和 D_D_. 3、如图是实验室制取气体的发生装置和气 体 收 集装置。
14、 请你回答下列问题： (1)仪器 a 的名称是_分液漏斗分液漏斗_ _。 (2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应的化学方程式是_，若从控制反应速率和节 约药品的角度考虑，应选择的发生装置是_B B_(填字母编号)。 (3)实验室若用氯酸钾和二氧化锰(作催化剂)制取氧气，可选择装置 C 作发生装置，其反应的 化学方程式是_。 (4)D、E. F. G 都是实验室中气体的收集装置，其中不能用来收集氧气的是_D D_(填字母 编号)。 (5)如果使用 G 装置收集氧气， 排水法：氧气从 b b （填写“a”或“b”）端进入 排空 气法：氧气 从 a a （填写“a” 或“b”）端 进入 如果使用
15、 G 装置收集氢气， 排水法：氢气从 b b （填写“a”或“b”）端进入 排空气法：氢气从 b b （填写“a”或“b”）端进入 (1)(1) 常温下，过氧化氢的分解速率很慢，产生的氧气量少，达不到是火星复燃的目的，所以常温下，过氧化氢的分解速率很慢，产生的氧气量少，达不到是火星复燃的目的，所以 没有明显现象。没有明显现象。 (2)(2) 试管中产生大量气泡，带火星的木条快速复燃。试管中产生大量气泡，带火星的木条快速复燃。 (3)(3) 试管中产生大量气泡，带火星的木条再次快速复燃。试管中产生大量气泡，带火星的木条再次快速复燃。 说明二氧化锰的化学性质在过氧化氢分解反应前后不发生改变，还能起
16、催化作用。说明二氧化锰的化学性质在过氧化氢分解反应前后不发生改变，还能起催化作用。 二氧化锰的质量在过氧化氢分解反应前后页不变。二氧化锰的质量在过氧化氢分解反应前后页不变。 二、氧气的性质二、氧气的性质认识物质性质的一般思路认识物质性质的一般思路 1、物理性质（气体）： 通常情况下是无色无味的气体，密度比空气略大通常情况下是无色无味的气体，密度比空气略大 不易溶不易溶 于水，在低于于水，在低于- -183183（沸点）开始变成淡蓝色液体，低于（沸点）开始变成淡蓝色液体，低于- -218218（熔点）变成淡（熔点）变成淡 蓝色雪花状固体蓝色雪花状固体 ； 2、化学性质：思路思路化学性质是在化学变
17、化中体现的。研究氧气具有哪些化学性质，就研化学性质是在化学变化中体现的。研究氧气具有哪些化学性质，就研 究氧气能和哪些物质发生反应。选用的物质要采用分类选代表的方法进行。今后的学习还会究氧气能和哪些物质发生反应。选用的物质要采用分类选代表的方法进行。今后的学习还会 用到这样的思路。用到这样的思路。 物质在空气中或 在氧气中反应 实验现象 化学反应方程式 基本基本 反应类型反应类型 镁条在空气中 燃烧 1 1、镁条剧烈燃烧，、镁条剧烈燃烧， 发出耀眼的白光发出耀眼的白光 2 2、放热、放热 3 3、生成白色粉末、生成白色粉末 化合反应化合反应 铁丝在氧气中 燃烧 1 1、铁丝剧烈燃烧，、铁丝剧烈
18、燃烧， 火星四射火星四射 2 2、放热、放热 3 3、生成黑色固体、生成黑色固体 化合反应化合反应 铜丝在空气中 加热 红色粉末变黑红色粉末变黑 化合反应化合反应 白磷（红磷）在氧 气中燃烧 1 1、白磷（红磷）剧剧 烈燃烧，发出黄光烈燃烧，发出黄光 2 2、放热、放热 3 3、生成大量白烟、生成大量白烟 化合反应化合反应 木炭在氧气中 燃烧 1 1、木炭剧烈燃烧，、木炭剧烈燃烧， 发出白光发出白光 2 2、放热、放热 3 3、 生成能使澄清石、 生成能使澄清石 灰水变浑浊的气体灰水变浑浊的气体 化合反应化合反应 纯净的氢气在空气 中 燃烧 1 1、氢气安静的燃、氢气安静的燃 烧，产生淡蓝色火
19、烧，产生淡蓝色火 焰焰 2 2、放热、放热 3 3、 干冷的烧杯内壁、 干冷的烧杯内壁 生成水雾生成水雾 化合反应化合反应 乙炔 （C2H2） 在氧气 中 燃烧 1 1、木炭剧烈燃烧，、木炭剧烈燃烧， 发出白光发出白光 2 2、放热、放热 3 3、，集气瓶内壁有、，集气瓶内壁有 水雾生成，生成能水雾生成，生成能 使澄清石灰水变浑使澄清石灰水变浑 浊的气体浊的气体 （石蜡燃烧现象相（石蜡燃烧现象相 同）同） 无 获得结论： 氧气是一种化学性质比较活泼化学性质比较活泼的气体，许多物质都可以与氧气发生反应。 思考：（1）为什么同一种反应物在空气中和在纯氧气中反应现象不同，请从微观角度解释： P89
20、在纯氧气中， 单位体积内的氧分子数目比空气中多， 微粒之间的有效碰撞机会多，在纯氧气中， 单位体积内的氧分子数目比空气中多， 微粒之间的有效碰撞机会多， 反应就越剧烈，现象就越明显。反应就越剧烈，现象就越明显。 为什么不同的金属在纯氧气中反应现象不同？ 金属自身的化学性质不同（金属活动性不同），在氧气浓度相同的情况下反应现金属自身的化学性质不同（金属活动性不同），在氧气浓度相同的情况下反应现 象不同象不同 （2）要保证铁丝燃烧实验成功，通常有三个注意事项，这么做的目的是什么？ 注意事项 原因 1 1、将铁丝绕成螺旋状、将铁丝绕成螺旋状 增大铁丝与氧气的接触面积，促进反应；集中热量增大铁丝与氧气
21、的接触面积，促进反应；集中热量 2 2 铁丝前端系一根火柴铁丝前端系一根火柴 引燃铁丝引燃铁丝 3 3、 盛氧气的瓶底提前装少量、 盛氧气的瓶底提前装少量 水或者铺一层细沙水或者铺一层细沙 防止高温的融化无溅落炸裂瓶底防止高温的融化无溅落炸裂瓶底 3、氧化反应定义； 物质跟氧气发生的发生的反应叫氧化反应 氧化反应与化合反应的关系（图示）， 举例说明 缓慢氧化定义，举例 动植物的呼吸，消化作用，金属生锈、冬至无得腐烂变质，动植物的呼吸，消化作用，金属生锈、冬至无得腐烂变质， 塑料的老化塑料的老化 4、氧化物定义； 由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，叫做氧化物由两种元素组成，其中一种是氧元
22、素的化合物，叫做氧化物 化合物，氧化物，含氧化合物的关系（图示） 【巩固练习】 现有如下物质：空气、海水、水银、酒精、医用酒精、氢氧化钙、澄清石灰水、盐酸、碳 酸钙、大理石、干冰、氦气、硫酸铜、氯化钠、氢氧化钠、硝酸铵、蔗糖、稀有气体、甲烷、 天然气、醋酸，乙烯，尿素、铝片、焊锡，硅片。请根据物质组成画出物质分类体系图，将上 述物质分类写在相应的位置上。 三、自然界的氧循环三、自然界的氧循环 1、氧循环的定义、途径、意义（） 2、自然界中氧气产生和消耗的途径有哪些？ 产生：光合作用产生：光合作用 消耗：呼吸做用、燃烧、动植物的腐烂变质等。消耗：呼吸做用、燃烧、动植物的腐烂变质等。 3、氧气是性质活泼的气体，自然界中许多物质在常温下就能与氧气反应，为什么大气中的氧 气含量没有越来越低呢？ 因为自然界中也存在产生氧气的光合作用，会不断地向大气中输送氧气，补充小因为自然界中也存在产生氧气的光合作用，会不断地向大气中输送氧气，补充小 号的氧气，维持自然界中的碳氧平衡。号的氧气，维持自然界中的碳氧平衡。 4、氧循环平衡的意义（）
