資源簡介

第二章 空氣與水資源 第 3 節 氧氣的制備 導學案
一、自主預科填空
實驗室制取氧氣常用的方法有________、________和________。
高錳酸鉀制取氧氣的文字表達式為________。
二、知識清單
氧氣的工業制法
原理：________。
方法：________。
氧氣的實驗室制法
加熱高錳酸鉀制取氧氣：________。
分解過氧化氫溶液制取氧氣：________。
加熱氯酸鉀制取氧氣：________。
氣體的發生裝置和收集裝置
發生裝置的選擇依據：________。
收集裝置的選擇依據：________。
三、要點講解
氧氣的工業制法
原理：利用液態空氣中各成分的沸點不同，通過分離液態空氣制取氧氣。
方法：先將空氣加壓降溫變為液態，然后升溫，由于氮氣的沸點低于氧氣，氮氣先蒸發出來，剩下的主要是液態氧氣。
常考易錯點：對工業制氧的原理理解不透徹，誤以為是化學變化。
氧氣的實驗室制法
加熱高錳酸鉀制取氧氣：
藥品：高錳酸鉀。
反應原理：高錳酸鉀在加熱條件下分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，
實驗裝置：固體加熱型，包括酒精燈、試管、鐵架臺、導管、水槽、集氣瓶等。
實驗步驟：查（檢查裝置氣密性）、裝（裝入藥品）、定（固定裝置）、點（點燃酒精燈加熱）、收（收集氣體）、離（將導管撤離水槽）、熄（熄滅酒精燈）。
注意事項：試管口要略向下傾斜，防止冷凝水回流使試管炸裂；在試管口放一團棉花，防止高錳酸鉀粉末進入導管。
分解過氧化氫溶液制取氧氣：
藥品：過氧化氫溶液、二氧化錳。
反應原理：過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解生成水和氧氣
實驗裝置：固液不加熱型，包括錐形瓶、長頸漏斗（或分液漏斗）、雙孔塞、導管、集氣瓶等。
注意事項：長頸漏斗的下端要伸入液面以下，防止生成的氣體從長頸漏斗逸出。
加熱氯酸鉀制取氧氣：
藥品：氯酸鉀、二氧化錳。
反應原理：氯酸鉀在二氧化錳的催化作用和加熱條件下分解生成氯化鉀和氧氣
實驗裝置：固體加熱型，與加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置相似。
常考易錯點：
實驗裝置的選擇錯誤，如用分解過氧化氫溶液制取氧氣時選擇了固體加熱型裝置。
實驗步驟順序錯誤，如先熄滅酒精燈再將導管撤離水槽。
催化劑的概念理解不準確，認為催化劑在反應中質量和性質都不變。
氣體的發生裝置和收集裝置
發生裝置的選擇依據：反應物的狀態（固體、固體和液體、液體）和反應條件（是否需要加熱）。
固體加熱型：適用于反應物為固體且反應需要加熱的情況，如加熱高錳酸鉀制取氧氣。
固液不加熱型：適用于反應物為固體和液體且反應不需要加熱的情況，如分解過氧化氫溶液制取氧氣。
收集裝置的選擇依據：氣體的密度（與空氣相比）和溶解性。
排水法：適用于不易溶于水且不與水反應的氣體。
向上排空氣法：適用于密度比空氣大且不與空氣中成分反應的氣體。
向下排空氣法：適用于密度比空氣小且不與空氣中成分反應的氣體。
常考易錯點：不能根據氣體的性質正確選擇收集裝置；對發生裝置的適用情況判斷錯誤。
四、例題賞析
工業上大量制取氧氣的方法是（ ）
A. 加熱氯酸鉀 B. 加熱高錳酸鉀
C. 分離液態空氣 D. 加熱二氧化錳
答案：C
解析：工業上制取大量氧氣的方法是分離液態空氣，利用各成分沸點不同進行分離，C 選項正確；加熱氯酸鉀、加熱高錳酸鉀都是實驗室制取氧氣的方法，A、B 選項錯誤；加熱二氧化錳不能制取氧氣，D 選項錯誤。
實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣時，不需要使用的儀器是（ ）
A. 長頸漏斗 B. 酒精燈 C. 導管 D. 集氣瓶
答案：B
解析：用過氧化氫溶液制取氧氣是固液不加熱型反應，不需要酒精燈加熱，B 選項符合題意；長頸漏斗用于添加過氧化氫溶液，導管用于導出氣體，集氣瓶用于收集氧氣，A、C、D 選項不符合題意。
五、考點集訓
下列關于工業制取氧氣的說法，錯誤的是（ ）
A. 工業制氧屬于物理變化
B. 該過程中氮氣先被分離出來
C. 所得氧氣是純凈物
D. 分離液態空氣的過程中各成分的沸點不變
實驗室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，有以下實驗步驟：①將高錳酸鉀裝入試管中，用帶導管的塞子塞緊，固定在鐵架臺上；②點燃酒精燈，給試管加熱，用排水法收集氧氣；③檢查裝置的氣密性；④熄滅酒精燈；⑤將導管從水槽中取出。正確的操作順序是（ ）
A. ①②③④⑤ B. ③①②⑤④ C. ③①②④⑤ D. ①③②⑤④
實驗室制取氧氣時，下列操作錯誤的是（ ）
A. 固定試管時，試管口略向下傾斜
B. 加熱時，先預熱，再對藥品部位集中加熱
C. 導管口剛有氣泡冒出時，立即收集氣體
D. 實驗結束，先將導管從水槽中取出，再熄滅酒精燈
某同學用向上排空氣法收集一瓶氧氣，驗滿的方法是（ ）
A. 將帶火星的木條伸入集氣瓶內
B. 將帶火星的木條放在集氣瓶口
C. 向集氣瓶中倒入澄清石灰水
D. 觀察集氣瓶口是否有氣泡冒出

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