第4讲氧气的制取
, 氧气的制取)
1．实验室制法
(1)反应原理及装置
①常温下：_2H2O2 2H2O＋O2↑__；可选用装置_b或c__。
②加热时：_2KClO3 2KCl＋3O2↑__或_2KMnO4 K2MnO4＋MnO2
＋O2↑__；可以选用装置_a__。
(2)实验步骤及注意事项
实验步骤(以加热KMnO4制取氧气为例)：
①查：检查装置的_气密性__，将导管的末端插入水面以下，用手紧握试管，如果_导管口冒气泡__，说明装置不漏气。
②装：把药品装入试管内。
③定：将试管固定在铁架台上，铁夹要夹在试管_中上部__，试管口_略向下倾斜__。
④点：点燃酒精灯加热，先对试管_均匀加热__，然后对准_药品部位__集中加热。 ⑤收：用排水法收集氧气时，当气泡_连续均匀__冒出时开始收集；当_瓶里的水完全排完__时，氧气集满。在水下用玻璃片盖住瓶口，将瓶子移出水槽，_正放__在桌面上。 ⑥离：将导气管撤离水槽。
⑦熄：熄灭酒精灯。
注意事项：
①加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气时，试管口应_略向下__倾斜，防止_冷凝水倒流进试管底部__，引起试管炸裂。
②在实验装置中，导气管应_刚刚露出__橡皮塞，便于气体排出。
否则易使水槽内的水倒流③停止反应时应先_把导气管移出水面__，再_熄灭酒精灯__，
回试管，引起试管炸裂。
(3)收集方法
①O2_不易溶于水__，所以可用_排水__法收集。
②O2_密度比空气大__，所以可用_向上排空气__法收集。
(4)验满方法
①若用排水法收集时，当看到_气泡从水槽中冒出__时，表明氧气已收集满(注意：集气瓶应竖直正放于桌面上)。
②若用向上排空气法收集时，用带火星的木条放在_集气瓶口__，若_木条复燃__，说明氧气已集满。
2．工业制法
工业上常采用分离_液态空气__的方法制取氧气，这一过程属于_物理__变化。
, 催化剂和催化作用) 1．催化剂：在化学反应中，能_改变__其他物质的化学反应速率，而本身的_化学性质__ |
和_质量__在化学反应前后都没有变化的物质。
2．催化作用：催化剂在化学反应中起_改变化学反应速率__的作用。
, 分解反应)
由_一种__物质生成_两种或两种以上其他__物质的反应叫做分解反应，它是化学反应的
基 | 本 | 类 | 型 | 之 | 一 | 。 |
【例1】
(2013，连云港)在实验室中利用如图装置，可以进行的实验是( )①用过氧化氢溶液与MnO2制取氧气
②用KMnO4固取氧气
③用KClO3与MnO2的混合物制取氧气
④用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳气体
A．①④ B．①② C．②③ D．③④
A解析：此装置可用于固－液混合且不需要加热的实验。
【例2】通过初中化学的学习，我们知道通过多种途径可制取氧气。
A．加热氧化汞 B．分离空气
C．加热分解KClO3 D．加热分解KMnO4
E．分解H2O2 F._____________
(1)请你在F处再写出一种制取氧气的方法。
(2)请写出一个实验室制取氧气的化学方程式：
____________________________________________。
(3)若用图装置加热KMnO4制取氧气，指出装置中的三处错误：__________、___________、_________。实验完毕，停止加热前应该先_________，再_______________。
(1)电解水(或电解H2O)(2)2KClO3
K2MnO4＋MnO2＋O2↑；或2H2O2
2KCl＋3O2↑(或2KMnO4
2H2O＋O2↑)(3)导气管插入试管太长试管
口向上倾斜 试管口没有棉花(答案不分顺序，合理表述即可) 将导气管移出水面 移走酒
精灯(合理表述即可)
解析：(1)通过电解水可制取氧气。(2)实验室可用加热分解KClO3、加热分解KMnO4 或
分解H2O2 的方法制取氧气，可写出任一反应的化学方程式。(3)图中明显的错误有：导气管
插入试管太长、试管口向上倾斜、试管口没有棉花；实验完毕，停止加热前应该先将导气管
移出水面，再移走酒精灯。如果先移走酒精灯，试管中的气体温度降低，压强减小，水槽中
的水会倒吸入热的试管，使试管炸裂。
【例3】(2013，聊城)某同学用如图所示的装置和药品，制取并收集氧气。请回答下列问题：
(1)装置中标注仪器①的名称是___________。
(2)装置中二氧化锰的作用是_________。
(3)图中发生反应的化学方程式为_______________________。
(4)连接好装置后，必须首先检查装置的_______________，收集氧气还可以采用_____________法。
气
(1)分液漏斗(2)催化作用(3)2H2O2 2H2O＋O2↑(4)气密性向上排空
解析：(1)仪器①的名称是分液漏斗；(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，
二氧化锰是催化剂，起到催化作用，改变过氧化氢的分解速率；(3)实验室用过氧化氢溶液
和二氧化锰制取氧气，二氧化锰是催化剂，反应的化学方程式为：2H2O2 2H2O＋
O2↑；(4)根据实验的步骤，在加药品前需要检查装置的气密性，否则装置漏气而收集不到气体；收集氧气除了采用排水法，因为氧气的密度比空气大，因此还可以采用向上排空气法
收集。
【例4】(2014，上海)下面是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。
(1)写出仪器名称Ⅰ___________，Ⅱ_____________。
(2)实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置_________(填编号)。
(3)若用D 装置收集氧气，操作的正确顺序为_____________(填编号)。
a．将导管伸入集气瓶口，气体进入瓶中
b．将装满水的集气瓶倒置在水槽中
c．当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置
(4)若用E 装置进行排空气法收集氧气，气体应从_____(填“a”或“b”)端通入。
(1)试管 锥形瓶 (2)C(3)bac(4)b
解析：(2)装置中使用的是分液漏斗，可控制滴入过氧化氢液体的速度，从而控制产生氧气的速度。(3)先将装满水的集气瓶倒置在水槽中，然后将导气管伸入集气瓶口，气体进入瓶中，当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置。(4)若用E 装置进行排空气法收集氧气时，因氧气的密度略大于空气，所以气体应从b 端通入。
1．(2013，安徽)空气是人类活动必需的自然资源。工业上常用分离空气的方法制取氧
气，实验室常用物质分解的方法制取氧气。
(1)工业制氧气是_物理__(填“物理”或“化学”)变化。
(2)图中仪器a的名称是_铁架台__。
(3)实验室制取并收集氧气，可选择_AC(合理即可，但装置与反应要对应)__(填字母代
号)，此法制取氧气的化学方程式为_2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑__。
(4)检查B装置气密性的方法是(可借助水和图中的其他装置)_将B装置与C装置连接，向长颈漏斗中加水液封，再用手捂锥形瓶，观察C中的导管口有无气泡冒出(其他合理答案亦可)__。
2．根据下列实验装置图填空：
(1)如图所示，写出标有序号仪器的名称：
①_酒精灯__，②_集气瓶__。
(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时，反应的化学方程式为：_2H2O2
2H2O＋O2↑__，应选用的气体发生装置是_B__(填装置序号)。
(3)实验室收集二氧化碳可选用的装置是_C__(填装置序号)；检验二氧化碳是否收集满的操作方法是：_将燃着的木条放到集气瓶口处，若熄灭则证明集满__。
3．(2013，衡阳)如图是实验室用加热高锰酸钾制取氧气的实验装置图。请据图回答问题。
(1)试管中棉花的作用是_防止高锰酸钾颗粒进入导气管__；
(2)什么时候才能收集气体？_待气泡连续均匀冒出时，开始收集__；
(3)停止加热前先将导管从水中移出的原因是_防止水倒流试管内炸裂试管__。
解析：(1)试管口放棉花是为了防止高锰酸钾随气流进入导管，阻碍气体的导出。(2)开始有气泡冒出时的气体会混有空气，待气泡连续均匀冒出时的气体才比较纯净。(3)若先停止加热，试管内的温度会降低，压强会减小，水槽中的水会从导气管倒吸入试管，热的试管
遇到冷水可能会炸裂。
4．下图是实验室制取气体及验证气体性质实验装置图。
请回答下列问题：
(1)写出图中标号仪器的名称：
a_酒精灯__；b_长颈漏斗__。
(2)实验室可用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，其反应的化学方程式为
_2KClO3 2KCl＋3O2↑__。
(3)如图G，铁丝在氧气中剧烈燃烧，_火星四射__，生成黑色固体，而瓶底预先放入少量水的目的是_防止生成的四氧化三铁溅落下来炸裂瓶底__。