化學九年級上冊第四單元 我們周圍的空氣第三節(jié) 氧氣學案

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教學內容
第四單元 我們周圍的空氣
第三節(jié) 氧氣（第一課時）
知識預習
1、按體積分數來說空氣中最多的氣體是氮氣，占78%；其次是氧氣，占21%。。
2、1775年，法國化學家拉瓦錫（1743—1794）用定量的方法研究了空氣的成分。通過實驗他最早得出了“空氣是由氧氣和氮氣組成的”結論。
3、氧氣能供給生物呼吸，還能支持燃燒。可用于登山、潛水、醫(yī)療、太空探索；還可用于鋼鐵冶煉、金屬焊接等。
4、工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣的方法來制取氧氣，過程中沒有生成新物質，為物理變化。
知識講解
知識點一、氧氣的實驗室制法
☆知識詳析☆
1、制取方法：在實驗室里，通常采用分解過氧化氫溶液，加熱氯酸鉀或加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。
2、反應原理： H2O2MnO2 H2O+O2,
KClO3eq \(———→,\s\up8(MnO2),\s\d5(△))KCl+O2
KMnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2
3、制取裝置：如果選用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，應選擇圖A裝置，如果選用加熱高錳酸鉀制取氧氣，應選擇圖B裝置。
4、收集裝置：氧氣不易溶于水，可選擇C裝置來收集；氧氣的密度比空氣大且不與空氣中的成分反應，可選擇D裝置來收集。
5、驗滿方法：a. 用向上排空氣法收集時把一根帶火星的木條，放在集氣瓶口，若木條復燃，證明集氣瓶內已收集滿氧氣；b. 用排水法收集時，當氣泡從瓶口冒出時證明已收集滿。
6、操作步驟：
用高錳酸鉀制取氧氣并用排水集氣法收集氣體的一般步驟為：a. 組裝好儀器并檢查裝置的氣密性；b. 將藥品裝入試管并在試管口堵上一團棉花，用帶導管的單孔橡皮塞塞緊試管；c. 將試管固定在鐵架臺上；d. 集氣瓶里裝滿水并倒放在水槽中；e. 點燃酒精燈，先預熱試管，再對準藥品處加熱；f. 用排水法收集氧氣；g. 收集完畢，將導管撤管撤離水槽；h. 熄滅酒精燈。
☆知識延伸☆
1、制取裝置（發(fā)生裝置）的選擇依據；根據反應物、生成物的狀態(tài)和反應條件選擇。如果選用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，應用固體與液體反應且不需要加熱型的裝置。
如果選用加熱高錳酸鉀（加熱氯酸鉀與二氧化錳的混合物）制取氧氣，應用固體加熱型裝置。。
2、收集裝置選擇依據：根據生成氣體的性質，如水溶性、密度等。收集的方法具體分為三種：
排水法：適合收集難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生反應的氣體。
向上排空氣法；適合收集密度比空氣大且不與空氣中的物質發(fā)生反應的氣體。
向下排空氣法；適合收集密度比空氣小且不與空氣中的物質發(fā)生反應的氣體。
3、用高錳酸鉀制氧氣時的注意事項：
a. 試管口微向下傾斜；
b. 試管口塞一團棉花；
c. 如用排水法收集氣體，需要等導管口氣泡均勻平穩(wěn)冒出時再收集。
e. 用排水法收集氣體，制取完畢，要先將導管從水槽取出，再熄滅酒精燈。以防因裝置溫度降低而產生倒吸現象，致試管炸裂。
☆考題詳解☆
【考題示例】根據下圖回答問題。
(1)寫出標有序號的儀器名稱：①____________；②____________。
(2)實驗室用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣應選用的發(fā)生裝置為__________(填序號，下同)，收集裝置為____________。
(3)用高錳酸鉀制取氧氣的化學符號表達式為：__________________，應選用的發(fā)生裝置為________。
方法點撥：
1、掌握實驗室制取氧氣的原理和所使用的藥品；
2、能根據制取和收集氧氣的方法及要求選擇合適的制取裝置和收集裝置。
☆跟蹤練習☆
1．下列操作中，能鑒別空氣、氧氣和氫氣三瓶氣體的是（ ）
A．插入燃著的木條 B．觀察氣體顏色 C．聞氣體的氣味 D．倒入澄清石灰水
2．實驗室用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣，有關該實驗的說法錯誤的是（ ）
A．二氧化錳是反應物 B．與高錳酸鉀制取氧氣裝置相同
C．可用向上排空氣法收集 D．可用帶火星的木炭檢驗氧氣
3．實驗室制取氣體選擇收集方法時，下列性質：
①顏色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否與水反應，必須考慮的是( )
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
知識點二、催化劑和催化作用
☆知識詳析☆
1、催化劑：在化學反應里，能改變其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生改變的物質叫做催化劑。
2、催化作用：催化劑在化學反應中所起的作用叫催化作用。
☆知識延伸☆
1、在理解催化劑的概念時，應抓住“一變兩不變”來正確理解。
①“一變”是指它能改變其他物質的化學反應速率，不能片面地把“改變”理解為“加快”或“減慢”；
② “兩不變”是指化學反應前后催化劑本身的質量和化學性質不變。
2、催化劑有專一性，也就是說某一催化劑只對某個特定的反應起作用；催化劑的種類繁多，其中酶就是日常生活中常見的一種；催化劑的化學性質在反應前后不變，其物理性質可能發(fā)生變化；對于某些特定的化學反應，沒有催化劑并不意味著該反應不能進行，只是速度較慢。
☆考題詳解☆
【考題示例】下列有關實驗室用氯酸鉀制氧氣的敘述中，正確的是( )。
A．氯酸鉀受熱熔化后，也不放出氧氣
B．要使氯酸鉀受熱分解放出氧氣，必須加入二氧化錳
C．二氧化錳在反應前后質量和化學性質都保持不變
D．二氧化錳是一切化學反應的催化劑
方法點撥：
根據催化劑的特點是一變二不變來分析和回答。
☆跟蹤練習☆
1．利用四氧化三鈷納米棒作催化劑，可將汽車尾氣中的CO在低溫下轉化為CO2。下列關于該反應的說法中，正確的是（ ）
A．反應物和生成物都是化合物，該反應屬于化合反應
B．反應前后四氧化三鈷納米棒的化學性質發(fā)生了變化
C．可有效降低汽車尾氣對大氣的污染
D．反應前后氧原子數目發(fā)生了變化
2．淀粉酶可以將人體不能直接吸收的淀粉轉變成易吸收的小分子物質。下圖是淀粉酶對淀粉作用過程的示
意圖。對該過程的表述錯誤的是（ ）
A．酶起催化作用B．是物理變化
C．是化學變化D．酶的化學性質沒有改變
3．某同學加熱氯酸鉀制取氧氣，錯把高錳酸鉀當作二氧化錳加熱氯酸鉀內，其結果與只加熱氯酸鉀相比，
正確的是( )
A．反應速率不變
B．生成氧氣的質量不變
C．反應速率加快，生成氧氣的質量增加
D．反應速率加快，生成氧氣的質量不變
隨堂練習
知識點一、氧氣的實驗室制法
1．已知標準狀況下，空氣的密度是1.29克/升，氫氣的密度是0.089克/升，氫氣難溶于水。下列方法中：①向上排空氣法；②向下排空氣法；③排水法。收集氫氣可用( )
A．① B．② C．①③ D．②③
2．某同學制取氧氣時，試管炸裂了，造成試管炸裂的原因可能是下列中的( )。
①沒有給試管均勻加熱；②試管外壁潮濕；③試管口沒有略向下傾斜；④忘了加催化劑；⑤加熱時試
管與燈芯接觸；⑥收集完氧氣，先撤酒精燈；⑦二氧化錳中混有可燃物。
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①②③⑤⑥⑦
C．①②③④⑤ D．①②③⑤
3．可用推拉注射器活塞的方法檢查下圖裝置的氣密性。當緩慢往外拉活塞時，如果裝置氣密性良好，可觀
察到的現象是( )
A．長頸漏斗下端口產生氣泡
B．瓶中液面上升
C．長頸漏斗內有液面上升
D．注射器內有液體
4．利用圖甲裝置探究“MnO2的用量對H2O2分解反應的影響”，實驗中H2O2的溶質質量分數為3%，裝置中產生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產生氧氣體積與裝置內壓強成正比。反應放熱忽略不計。）甲
MnO2
壓強傳感器
3%H2O2
溶液
乙
丙
（1）寫出裝置中發(fā)生反應的符號表達式： ，MnO2在此反應中起 作用。
（2）圖乙是“0．1克MnO2與不同體積的3%H2O2溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出 。
（3）當用“3%H2O2溶液8毫升與不同質量的MnO2混合”時，得到如圖丙所示的曲線。曲線的斜率顯示，當MnO2的用量增加到0．08克時，分解速度達到實驗要求。在此實驗條件下，若MnO2的質量有4克（一藥匙），就能使下圖 （選填字母）燒杯中所裝的3%H2O2溶液，其分解速度最接近實驗要求。
A B C
5．實驗室部分裝置如圖所示，請回答下列問題。
（1）選擇發(fā)生和收集O2的裝置，填寫在下表中（填字母）。

（2）如果用MnO2與濃H2SO4加熱制備O2，可選用的發(fā)生裝置是 （填字母）。
（3）選用F裝置收集氣體時，下列實驗操作正確的是 （填序號）。
①反應前，將集氣瓶注滿水，用玻璃片蓋著瓶口，倒立在盛水的水槽中
②開始反應后，等到氣泡連續(xù)且均勻時，再將導管口移入集氣瓶
③收集氣體后，將集氣瓶蓋上玻璃片再移出水槽
（4）實驗室用KMnO4制備O2的符號表達式是 。
知識點二、催化劑和催化作用
1．二氧化碳和氫氣可在一定條件下反應，生成一種重要的化工原料甲醇：CO2+H2 釕?膦鉻合物 CH3OH+H2O。
下列有關該反應的說法正確的是
A．為CO2的利用創(chuàng)造了一種新途徑 B．釕-膦鉻合物的質量在反應前后發(fā)生了變化
C．甲醇屬于氧化物 D．屬于分解反應
2．加熱氯酸鉀制氧氣時，不加入二氧化錳，其結果是( )
A．不放出氧氣
B．放出氧氣的速度慢
C．放出氧氣的總量會減少
D．放出氧氣的總量增多
3．醫(yī)務人員用3%的過氧化氫溶液為傷者處理傷口時，傷口上會看到冒氣泡。下列有關說法中，不正確的
是 （ ）
A．生成的氣體可能是過氧化氫分解產生的氧氣
B．傷口處的生物酶可能對過氧化氫的分解起到催化作用
C．只有二氧化錳能夠使過氧化氫在常溫下迅速分解產生氧氣
D．過氧化氫和水的分子構成不同，所以它們的化學性質不同
4．下列關于催化劑的說法正確的是（ ）
A．一種催化劑只能對某一個化學反應起催化作用
B．催化劑在化學反應前后質量和性質都不變
C．催化劑能加快化學反應速率，也能減慢化學反應速率
D．如果沒有二氧化錳作催化劑，過氧化氫就不會分解
5．為比較相同濃度的FeCl3溶液和CuSO4溶液對H2O2分解的催化效果，某研究小組進行了如下探究：
（1）請寫出H2O2分解的符號表達式 。
【定性探究】
（2）如圖甲，可通過觀察 來定性比較兩者的催化效果。
【定量探究】
（3）如圖乙，實驗前檢查該裝置氣密性的方法是 。要定量比較兩者的催化效果，可測量生成等體積氣體所需的 。
【深入探究】
（4）在FeCl3溶液中，究竟是哪種離子起催化作用呢？
猜想1：鐵離子（Fe3+）起催化作用； 猜想2： 起催化作用；
猜想3： 起催化作用；
請設計實驗，驗證猜想1
實驗操作
實驗現象及結論
課后鞏固
測試時間：45分鐘 分值100分
姓名： 班級： 成績：
一、選擇題（11個小題，每小題5分，共55分）
1．分別分解高錳酸鉀、氯酸鉀、過氧化氫(化學式為H2O2)三種物質，都可以制得氧氣。這說明三種物質的
組成中都含有( )
A．氧氣 B．氧元素
C．氧分子 D．氧化物
2．一氧化氮氣體難溶于水，密度略大于空氣。常溫下易與空氣中的氧氣反應生成紅棕色的二氧化氮。實驗
室收集一氧化氮，宜采用的方法是( )
A．向上排空氣法
B．排水法
C．向上排空氣法或排水法
D．向下排空氣法或排水法
3．僅使用下列藥品和儀器就可以制取的氣體是 ( )
藥品：稀硫酸、大理石、鋅粒、高錳酸鉀；
儀器：大試管、帶導管的單孔橡皮塞、鐵架臺(帶鐵夾)、水槽、集氣瓶、玻片。
A．氫氣、氧氣、二氧化 B．氫氣、氧氣C．二氧化碳、氫氣D．氫氣
4．有關催化劑的敘述，不正確的是（ ）
A．催化劑在化學反應中起催化作用
B．催化劑能加快化學反應速率，也能使化學反應的速率減慢
C．催化劑在化學反應前后質量和化學性質不變
D．用過氧化氫制氧氣的反應中必須用二氧化錳做催化劑
5．汽車尾氣中的CO在四氧化三鈷（C3O4）納米棒的催化作用下，低溫即與O2反應生成CO2。下列關
于該反應的說法中，正確的是（ ）
A．該反應是分解反應B．反應前后C3O4化學性質改變
C．反應前后碳元素的化合價不變D．可降低汽車尾氣對大氣的污染
6．2007年諾貝爾化學獎授予了德國化學家格哈德·埃特爾（Gerhard Ertl），以表彰他搞清了氣體在固體表
面怎樣發(fā)生的化學反應，埃特爾研究的成果之一是對CO催化氧化過程的研究，即一氧化碳在鉑催化劑作用
下的氧化反應，這一反應的過程可以表示為：CO COad，O2 2Oad，COad+Oad →CO2。式中標有ad的物質表示吸附在金屬鉑表面的原子或分子，對上述反應過程的下列說法有錯誤的是（ ）
A．CO和COad不是同種物質
B．該反應過程中，一氧化碳發(fā)生了化合反應
C．這一反應原理應用于汽車尾氣處理，會使汽車一氧化碳的排放量減少
D．從反應效果看，CO與O2不用點燃反應也能進行
7．試管中放入少量碘和鋁粉，沒有什么變化；滴幾滴水后，觀察到反應放出的熱量使碘升華成紫色蒸氣，
反應后生成物是碘化鋁．則水的作用是（ ）
A．氧化作用B．提供熱量C．吸收熱量D．催化作用
8．實驗室制取氧氣時，裝藥品的大試管管口應( )
A．朝下 B．朝上
C．略向下傾斜 D．略向上傾斜
9．實驗室采用排水法收集氧氣時，需將導氣管伸入盛滿水的集氣瓶，進行這個操作的條件是( )
A．加熱固體藥品前
B．與加熱固體藥品同時
C．開始有氣泡放出時
D．氣泡連續(xù)并均勻放出時
10．某氣體能用排水法又能用向下排空氣法收集，則該氣體應具有( )
A．易溶于水，密度比空氣小
B．難溶于水，密度比空氣小
C．易溶于水，密度比空氣大
D．難溶于水，密度比空氣大
11．1997年，第一只“克隆羊”在英國誕生，“克隆羊”的關鍵技術之一是找一些特殊的酶，它們能激活普通體細胞，使之像生殖細胞一樣發(fā)育成個體，下列有關酶的敘述錯誤的是（ ）
A．酶是具有催化功能的蛋白質
B．酶的催化作用是有選擇性和專一性
C．酶通常在強酸或強堿條件下發(fā)揮作用
D．高溫或紫外線照射會降低酶的活性
二、填空題（每空5分，共55分）
1．利用圖示儀器測量氧氣體積，來測定高錳酸鉀樣品的純度（雜質不參加反應）。實驗步驟如下：
檢查氣密性：連好發(fā)生裝置后，將導管口的下端浸入水中， 。如果觀察到導管口有氣泡冒出，就證明裝置不漏氣。
（2）組裝裝置：連好的裝置如圖甲，其中有一處明顯錯誤。在不移動、不調整酒精燈的前提下，需要調節(jié) （選填字母）螺母改正錯誤。
（3）進行實驗：采用正確的反應裝置和圖乙所示的收集裝置制取并收集氣體。下列說法正確的是
。
A．加熱時間過短，會使測量結果不準。
B．反應一段時間，排出反應裝置內原有空氣再連接乙裝置收集氣體，會使結果更準確。
2．圖是氧氣的制取與性質實驗裝置圖。
回答下列問題:
（1）裝置B的作用是 ，裝置C中硫粉燃燒的現象是 ，裝置D的作用是 。
（2）裝置A中發(fā)生反應的符號表達式為 。
3．下圖是實驗室的部分儀器或實驗裝置，回答有關問題。
A B C D E
（1）實驗室要用KClO3和MnO2制取氧氣，應選用發(fā)生裝置是（填編號） ，若用排水法收集氧氣，收集完畢后，應先 ，再移開酒精燈。
（2）裝滿氧氣的集氣瓶應蓋上玻璃片后， （填正放或倒放）在桌面上，其驗滿的操作方法是 。
4．研究和控制化學反應條件有重要意義。
同學們想探究雙氧水的溶質質量分數對反應速率的影響。在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，
記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時間。
實驗
30%雙氧水的質量（g）
加入的水的體積（mL）
二氧化錳質量（g）
收集時間（s）
1
10
40
5
200
2
20
30
5
100
3
30
20

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①取用二氧化錳的儀器是 （選填編號）。
A B C D
②寫出上述反應的符號表達式 。
③實驗3中，加入的二氧化錳質量為 g。
④相同條件下，實驗3產生氧氣的速率最快，說明 。