文档文本内容
第8 讲 制取氧气
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构
情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣
深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路
即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容
03 过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提
预习目标
1.初步学习氧气的实验室制法，了解制取氧气的实验原理和实验方法。
2.初步建立催化剂和分解反应的概念。
3.了解工业制氧气的原理。
预习重点
氧气的实验室制法。
预习难点
制取氧气的步骤和注意事项。
同学们，我们的呼吸离不开氧气，燃烧、动植物生长也都需要它。空气中氧气含量不少，但
很难直接收集使用。实验室里该如何制取纯净的氧气呢？
情｜境｜启｜思
深｜研｜精｜炼
知识点01 实验室制取氧气
1. 用高锰酸钾制取氧气
（1）反应原理及装置的选择
试剂
高锰酸钾（
色固体）
反应原理
高锰酸钾
KMnO4
K2MnO4
MnO2
O2
实验装置
固体加热型发生装置
（反应物是
，反应条件需要
）
排水法收集装置
（氧气
溶于水且不与水反应）
【特别提醒】氧气密度比空气略大且不与空气中的成分反应，也可用向上排空气法收集。
（2）实验操作步骤和注意事项
实验步骤
注意事项
查
连接装置并
装
用
将药品装入试管
定
将试管固定在
点
点燃酒精灯加热
收
收集气体
离
从水槽中撤离
熄
熄灭
谐音记忆“茶庄定点收利息”
①导管只需刚刚露出橡胶塞，便于
。
②试管口应放一团棉花，防止
。
③试管口应略
倾斜，防止
，使试管炸裂。
④加热时，先将酒精灯在试管下来回移动，使试管 ，再集中
对药品部位加热。
⑤要等到气泡
冒出时，再进行收集。因为开始加热时导管口冒
出的气泡主要是装置内的
，此时收集，会导致收集的氧气
。
⑥停止反应时，应先 ，再 ，否则易使水
槽内的水倒吸回试管，引起试管炸裂。
【特别提醒】氧气的验满方法：①排水法——集气瓶口处有大气泡冒出时，证明已集满。②向上排
加热
空气法——将带火星的木条放在集气瓶口处，木条复燃，证明已集满。
2. 分解过氧化氢制取氧气
（1）实验试剂：过氧化氢溶液（
液体）、二氧化锰（
粉末）
（2）实验原理：过氧化氢
H2O2
H2O
O2
（3）过氧化氢分解制取氧气的反应中二氧化锰的作用
实验编号
现象
分析
（1）
木条
常温下，过氧化氢分解
（2）
产生
，木条
二氧化锰能
过氧化氢的分解
（3）
产生
，木条
二氧化锰能继续
过氧化氢的分解
结论
二氧化锰能
过氧化氢的分解速率，且反应前后的
不改变
【例1】实验室用高锰酸钾制取氧气，下列操作规范且安全的是
A．连接仪器：将试管抵住实验台、塞紧橡胶塞
B．加热试管：先预热，再对准试剂固定加热
C．结束实验：先把集气瓶拿出水槽，再盖上玻璃片
D．清洗整理：加热后的试管，立即用冷水清洗
【即练1】如图是实验室用高锰酸钾制取并收集氧气的装置图。有关说法正确的是
A．装入高锰酸钾后检查装置的气密性
B．导管口有气泡冒出时开始收集氧气
C．实验结束后水槽中的水会变为紫红色D．用酒精灯外焰直接对准试剂部位加热
【即练2】向一定浓度的过氧化氢溶液中加一些二氧化锰，立即产生氧气。下列说法正确的是
A．过氧化氢中含有水和氧气
B．过氧化氢使二氧化锰分解产生氧气
二氧化锰
C．反应物有过氧化氢和二氧化锰，不属于分解反应
D．二氧化锰促进过氧化氢分解出氧气和水
知识点02 催化剂和催化作用
1．催化剂
（1）定义：在化学反应里能
其他物质的化学反应速率，而本身的
和
在反应前后都
没有发生变化的物质叫作催化剂。
（2）特点：“一变两不变”
一变：其他物质的
；（可以加快也可以减慢）
两不变：本身的
和
。（物理性质可以改变）
【特别提醒】催化剂不能决定反应能否发生，不能影响生成物（量）的多少；同一个化学反应可能
有多种不同的催化剂。
1. 催化作用：催化剂在
中所起的作用。
3．验证某物质可作某反应的催化剂的方法
（1）称量一定量的某物质，记录质量为m1。
（2）取两套实验装置装入相同质量的反应物，向其中一套装置内加入该物质，比较
。
（3）从反应后所得混合物中提取该物质（过滤、洗涤、烘干），再称量质量，记录为m2，比较m1 和m2
是否
。
（4）再取该反应的反应物（量的多少同前），加入提取出的该物质，记录产生同样结果所需
。
【例2】“中国催化剂之父”——闵恩泽院士，为我国炼制石油催化剂制造技术作出了巨大贡献。下列关于
催化剂的说法正确的是
A．催化剂一定加快反应速率
B．没有催化剂反应无法发生
C．催化剂可增加生成物质量
D．反应前后催化剂的质量和化学性质不变
【即练3】下列关于实验室用一定质量的过氧化氢溶液制取氧气的图像中，不正确的是
A．
B．
C．
D．
【即练4】下列有关催化剂的说法正确的是
A．没有催化剂，化学反应就不能发生
B．一种物质可以作为多个化学反应的催化剂
C．化学反应前后，催化剂的质量和性质都不变
D．用过氧化氢溶液制氧气时，加入催化剂可以使生成氧气的质量增加
知识点03 工业上制取氧气
1．工业制取氧气的方法：
。
2．过程：
3．原理：利用液态空气中液态氮和液态氧的
不同，属于
变化。
【特别提醒】膜分离技术法也是工业上制取氧气的方法，其原理是利用压力让空气通过具有富氧功能的
薄膜，得到氧气。
【例3】已知液氧的沸点为-183℃，液氮的沸点为-196℃，工业上利用分离液态空气法制取氧气的流程如图
所示，下列说法正确的是
A．液氮的沸点比液氧的沸点高
B．工业制氧属于物理变化
C．最先从液态空气中蒸发出来的气体是氧气
D．此方法得到的“液态氧”是纯净物
【即练5】利用分离液态空气的方法得到氧气是工业上制取氧气的重要途径，下图为工业制氧气的流程图，
关于工业制取氧气的说法正确的是：
A．空气中氧气的质量分数约为21%
B．上述工艺得到氧气的过程属于化学变化
C．此种方法得到的氧气为纯净物
D．此工艺利用了液氮和液氧的沸点不同
【即练6】工业制取氧气有多种方法。下面是一种常见的制取氧气的过程，有关分析正确的是
A．操作1 满足的条件是加热、加压
B．操作2 利用了各物质的熔点不同
C．该方法所用原料廉价、易得
D．物质Y 是无色、纯净的液氧
知识点04 分解反应
1．定义：由
反应物生成
其他物质的反应叫作分解反应。
2．特征：
变
，通式：A→B+C+……。
【特别提醒】分解反应和化合反应都是化学反应的基本类型，二者属于并列关系。
【例4】．下列变化中属于分解反应的是
A．氢气+氧化铜¾¾¾®
加热
铜+水
B．氧气+镁¾¾¾®
点燃
氧化镁
C．氧化铝¾¾¾®
通电
铝+氧气
D．镁+硫酸→硫酸镁+氢气
【即练7】下列反应既不是化合反应，又不是分解反应的是
A．氧化钙+水¾¾®氢氧化钙
B．氢气+氧气¾¾¾®
点燃
水
C．甲烷+氧气¾¾¾®
点燃
二氧化碳+水
D．氧化汞¾ ¾¾®
加热
汞+氧气
1．我国科研工作者在人工合成淀粉方面取得突破性进展，最关键步骤是二氧化碳和氢气在无机催化剂
（ZnO-ZrO2）的作用下转化为甲醇和水。下列有关该无机催化剂的说法正确的是
A．能改变反应速率
B．反应后其化学性质发生改变
C．反应后其质量增加
D．能作所有反应的催化剂
2．下列关于工业制取氧气的说法不正确的是
A．经过净化除尘后的空气属于纯净物
B．该过程属于物理变化
C．该方法利用的是氧气和氮气的沸点不同
D．工业制氧气的方法是分离液态空气
3．化合反应、氧化反应和分解反应的关系图如下，下列反应与其对应区域匹配正确的是
A．a 区：甲烷+氧气¾¾¾®
点燃
→水+二氧化碳
B．b 区：碳+氧气¾¾¾®
点燃
二氧化碳
C．c 区：氧化汞¾ ¾¾®
加热
汞+氧气
D．d 区：大理石+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
4．为了探究影响过氧化氢分解速率的因素，设计了如下几组实验。下列说法不正确的是
过氧化氢溶液
序号
体积
溶质质量分数
MnO2 质量
反应温度
①
10mL
5%
0.1g
25℃
②
10mL
10%
0.1g
25℃
③
10mL
5%
0.1g
40℃
④
10mL
5%
0.3g
25℃
A．对比①与②，可以探究过氧化氢溶液浓度对反应速率的影响
B．对比②与③，可以探究温度对反应速率的影响
C．对比①与④，可以探究MnO2 的质量对反应速率的影响
D．实验①与实验③最终收集到的氧气质量基本相同
5．实验室用
4
KMnO 制取并用排水集气法收集较纯净的
2
O 。下列实验操作的先后顺序合理的是
A．检查装置气密性时，先用手握住试管，再将导管的一端伸入水中
B．先向试管中加入
4
KMnO 固体，再检查装置气密性
C．实验时，先将导管伸入集气瓶中，再点燃酒精灯
D．气体收集完毕后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯
6．小张同学在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气，请回答下列问题：
（1）写出仪器①的名称________。
（2）收集氧气，可选择的收集装置是________（填字母）。
（3）为了防止加热时试管内的粉末状物质进入导管，应在试管口放一团________。
（4）验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，发现木条________，说明氧气已经集满。
7．如图实验装置常用于实验室制取氧气，回答下列问题：
（1）装置A 中仪器a 的名称是_______；装置B 中仪器b 的名称是________。
（2）加热高锰酸钾制取氧气，发生装置应选择_______(填序号)，收集一瓶干燥的氧气应该选择的收集装置
是________(填序号)，该反应的文字表达式是________；对该发生装置还需做的一点改动是________。
（3）装置B 用于制取氧气，通过仪器b 添加的试剂名称是_______；装置C 中的注射器相当于________(填
“长颈漏斗”或“分液漏斗”)。与装置B 比较，装置C 的优点是________。
（4）用装置G(开始里面装满了水)来收集氧气，氧气应该从导管_____(填“a”或“b”)端通入。
8．我们学习了氧气的实验室制法，知道了制取气体的一般思路和方法。
（1）A 中用于加热的热源装置的名称是______。
（2）以高锰酸钾（其化学符号为______）为原料制取氧气，应选用______装置（填字母符号）作为发生装
置反应产生氧气；应选择______（“C”、“D”、“E”）装置收集较纯净的氧气。
（3）判断 C 装置收集满氧气的方法是______。
（4）用 B、E 连接制取氧气时，发现 B 中产生大量气泡，可 E 中无气泡，最有可能的原因是______。
（5）若用装满水的 F 装置通过排出水来收集氧气，气体应该从______（填“a”或“b”）端管口通入才能收集
到氧气。
9．工业分离液态空气制取氧气主要有下列步骤，根据流程回答下列问题：
（1）工业上这种制取氧气的方法属于_______（选填“物理变化”或“化学变化”），依据是_______。
（2）经过步骤A 处理后的空气属于________（选填“纯净物”或“混合物”）。
（3）步骤C 的原理是利用液态氮和液态氧的________不同，将氮气和氧气分离开来。
（4）洁净的空气对于人类和其他动植物都是非常重要的。目前计入空气质量评价的主要污染物为______、
一氧化碳、二氧化氮、PM10、PM2.5、臭氧等；空气质量指数级别数值越大，空气质量越____（选填“好”或
“差”）。
（5）根据下表数据判断：工业上制取氧气时，控制温度在______范围内，可以将液态空气内的氮气分离出
来。
物质
H2O
CO2
N2
O2
沸点/℃
0
－56.6
－196
－183
（6）任何物质我们都要辩证地看待。氧气既有有利的一面，如供给呼吸、支持燃烧等，也有有害的一面，
如_______________。
10．某探究小组进行了“催化剂等因素对过氧化氢分解的影响”的系列探究，该小组分别取1g 不同的催化剂，
再加入溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液20mL ，进行了如下实验：
序号
催化剂
温度
实验现象
甲
2
MnO 粉末
常温
持续产生气泡，速率适中，气流平稳
乙
红砖粉末
60°C
持续产生气泡，速率适中，气流平稳
丙
红砖小颗粒
常温
缓慢，有少量气泡逸出
丁
块状红砖
常温
十分缓慢，几乎看不到气泡
（1）写出实验甲中发生反应的文字表达式_______。
（2）
2
MnO 粉末与红砖粉末对过氧化氢溶液分解具有相同的催化效果，你认为此结论是否科学？_______
（填“是”或“否”）。
（3）能说明催化剂的催化效果与其形态有关的实验组合是_______（填实验序号）。
（4）在一定温度下，另取2g 红砖小颗粒，向其中加入8%的过氧化氢溶液20mL 继续实验，发现产生气泡
的速率明显比实验丙快。请分析可能的原因（写出两点）_______、_______。
（5）兴趣小组用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新
鲜猪肝块作催化剂，分别加入10mL 相同浓度的过氧化氢稀溶液后，用传感器测量装置中气压的变化，如图
乙中曲线a 、b 所示
①结合实验和曲线a、b 分析，两种催化剂中催化效率更高的是_______。
②从曲线a 、b 的变化可以看出，过氧化氢分解的反应是_______（填“放热”或“吸热”）反应，加猪肝块催
化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是_______（填“30”“65”或“120”）s。
③曲线a、b 最终达到相同的压强，说明：_______。
