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课题

制取氧气

OBSERVE · EXPLORE · UNDERSTAND

制取氧气

把看不见的空气,变成看得懂的科学。

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高锰酸钾制氧 · 排水集气 · 原创科学示意 来源
本课要点
  • 根据反应物状态和条件选择发生装置
  • 解释排水法和向上排空气法的依据
  • 理解催化剂与分解反应
  • 说明关键操作顺序及原因
学习重要度 ★★★ · 官方频率待核实

01 学习目标

  • 根据反应物状态和条件选择发生装置
  • 解释排水法和向上排空气法的依据
  • 理解催化剂与分解反应
  • 说明关键操作顺序及原因

02 · 从一个问题出发

同样制氧气,为什么一种方法需要酒精灯,另一种不需要?

先想一想,再带着问题进入下面的探索。

03 知识讲解

KNOWLEDGE 01

选装置 先看状态与条件

制气体不能先背一个装置,再把所有反应套进去。先问反应物是固体还是液体,再问是否需要加热,最后根据气体性质选收集方法。

交互装置示意固体加热发生装置 · 排水收集
结构观察:点击各部件查看用途
管口略向下盛满水后倒置发生装置收集装置

非比例科学示意;气流、水位和动画时间不代表实测速率或体积。真实实验必须由教师监督。

KNOWLEDGE 02

路线一 常温下分解过氧化氢

过氧化氢溶液在常温下分解较慢,加入二氧化锰后能较快放出氧气。选择固液常温型装置,不需要酒精灯。

2 HX2OX2→MnOX22 HX2O+OX2↑\ce{2 H2O2 ->[MnO2] 2 H2O + O2 ^}

催化剂改变反应速率,反应前后自身质量和化学性质不变。不能说“催化剂只能加快”,也不能说它的所有性质都完全不变。

交互装置示意固液常温发生装置 · 排水收集
结构观察:点击各部件查看用途
分液漏斗盛满水后倒置发生装置收集装置

非比例科学示意;气流、水位和动画时间不代表实测速率或体积。真实实验必须由教师监督。

KNOWLEDGE 03

路线二 加热高锰酸钾

高锰酸钾为固体,需要加热,选择固体加热型装置。试管口略向下倾斜,按规范放置松软棉花,防止粉末进入导管。

2 KMnOX4→加热KX2MnOX4+MnOX2+OX2↑\ce{2 KMnO4 ->[加热] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}
高锰酸钾制氧 · 排水集气 · 原创科学示意 来源
KNOWLEDGE 04

选择收集方法

氧气不易溶于水且不与水反应,可用排水法。待气泡连续、均匀时开始收集,最初排出的气体含装置中的空气。氧气密度比空气略大,也可用向上排空气法,导管伸到瓶底附近。

交互装置示意固体加热发生装置 · 向上排空气收集
结构观察:点击各部件查看用途
管口略向下导管接近瓶底发生装置收集装置

非比例科学示意;气流、水位和动画时间不代表实测速率或体积。真实实验必须由教师监督。

KNOWLEDGE 05

结束顺序也影响安全

加热法采用排水收集时,先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸到热试管。开始操作前要检查气密性,全程保持气路通畅。

高锰酸钾制氧 · 排水集气 · 原创科学示意 来源
KNOWLEDGE 06

工业制氧与实验室制氧

分离液态空气利用不同成分的沸点差异,没有生成新物质,属于物理变化。上述实验室方法生成新物质,属于化学变化;一种物质生成多种其他物质,是分解反应。

液态空气氮气等氧气等沸点不同 → 分离原有成分 → 物理变化
原创实验动画

高锰酸钾制氧 · 排水集气

0 / 24 s

探索 02

为反应 选对装置

先看反应物状态与条件,再看氧气性质。

2 HX2OX2→MnOX22 HX2O+OX2↑\ce{2 H2O2 ->[MnO2] 2 H2O + O2 ^}
交互装置示意固液常温发生装置 · 向上排空气收集
先选择并检查连接
分液漏斗导管接近瓶底发生装置收集装置

非比例科学示意;气流、水位和动画时间不代表实测速率或体积。真实实验必须由教师监督。

04 易错易混点

常见误区:所有制氧反应都要加热。

正确理解:过氧化氢配二氧化锰一般常温操作,高锰酸钾需加热。

常见误区:催化剂的所有性质都不变。

正确理解:定义强调反应前后质量和化学性质不变。

05 中考考点

学习重要度 ★★★

考查频率:待核实,不作为真题频率统计

常见题型:选择题、填空题、实验探究题

典型考法:从状态、条件、性质出发选择装置,并解释操作原因。

考法为原创教学归纳,官方分值与频率未填入。

06 例题精讲

先看题

高锰酸钾加热、排水收集结束时,同学先熄灯再移导管。哪里不妥?

展开第 1 步解析

加热停止后装置冷却,内部压强会降低。

展开第 2 步解析

导管仍在水中时,水可能倒吸进入热试管。

展开第 3 步解析

应先将导管移出水面,再熄灭酒精灯。

总结方法

遇到操作顺序,沿着温度、压强与水流方向解释。

07 随堂练习

答完再看解析,检查自己理解了多少。

08 本课思维导图

09 小结与下一课

先看状态与条件,再选收集方法;实验顺序能避免倒吸。

ONE PAGE · 一图速记

制取氧气

01

根据反应物状态和条件选择发生装置

02

解释排水法和向上排空气法的依据

03

理解催化剂与分解反应

04

说明关键操作顺序及原因

现象 → 条件 → 解释 → 独立作答

阅读完成和测验掌握分开记录。
下一步氧气的实验室制取与性质 →

视频扩展

高锰酸钾制氧 排水集气 原创实验动画

24 秒 · 本地或授权媒体

高锰酸钾制氧   排水集气   原创实验动画封面

Chem Learn · 原创代码动画 · 原创 · 来源

哔哩哔哩 · 知识点视频

实验室制取氧气的三种方法

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田野学知识-化学全集 · 9:48

依照人教版 · 2024版 九年级上册的课程纲要原创编写,待教师人工复核;不使用课本或真题扫描内容。