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  蜀麓耕夫者, 山野之间一散人也。朝饮一杯清茶, 夜酌二两小酒。闲来读数页诗书, 兴至诌两句心得。望日升月落, 观云卷云舒。虽在王化之内, 不在名利之中。

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【原创】我的第二课堂·课题2.3 制取氧气(一)  

2011-07-17 20:57:30|  分类: 我的第二课堂 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂

 

【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一)

 

知识点:

1.掌握分解反应的概念,能从实际反应中判断是否是分解反应。

2.掌握实验室制取氧气的原理,能识记反应的反应物与生成物,写出反应的文字表达式。

3.了解催化剂的概念,了解催化剂在化学反应和生产中的作用。

4.掌握实验室用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气的装置、操作步骤、氧气的验满方法、氧气的检验方法。

课文详解:

一、催化剂。

实验室常采用过氧化氢溶液和二氧化锰、氯酸钾和二氧化锰加热或加热高锰酸钾制取氧气。为什么前两者都需要加入二氧化锰呢?

【实验1

在试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,木条是否复燃?

向上述试管中加入少量二氧化锰,把带火星的木条伸入试管。观察发生的现象。(如下图所示)

【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂

    【现象】在过氧化氢溶液的试管中伸入带火星的木条,木条不复燃;加入二氧化锰后,伸入带火星的木条,木条立即复燃。

【结论】不加二氧化锰时,过氧化氢不能放出氧气或放出氧气速率很慢,故木条不能复燃;加入二氧化锰后,带火星木条能立即复燃,说明此时过氧化氢能迅速放出氧气。

通过进一步的实验可以得知,在此反应中,只有过氧化氢放出氧气。而二氧化锰只能改变该反应的速率,并不能放出氧气,且在反应前后其质量并不发生改变。若在反应结束后的试管中,再加入少量的过氧化氢溶液,又能迅速放出氧气,说明二氧化锰的化学性质并没有改变。

    【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂

像二氧化锰在该反应中这样的物质,在化学反应里能能够改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用

实验室制取氧气的反应中,氯酸钾分解也需要催化剂,可加入二氧化锰或别的物质作催化剂。

【强调】

催化剂在化学反应中,只改变其他物质的化学反应速率,本身的质量和化学性质不变,故可简单记为“一变两不变”;

催化剂“改变”化学反应速率,因此,有些催化剂能加快化学反应速率,有些催化剂能减慢化学反应速率。

催化剂的作用只是改变反应速率,不能改变反应的产率和方向。也就是说,加不加催化剂,生成物的量是不会改变的。同时,催化剂不能使一个不能发生的反应发生,也不可能使一个能发生的反应停止。

催化剂的各类很多,不同的反应催化剂是可能不同的。同一反应中,也可以用不同的催化剂。如过氧化氢分解反应中,可以用二氧化锰做催化剂,也可以用很多别的物质作催化剂,如红砖粉、氧化铁、氧化铜、硫酸铜等。

催化剂有可能参与化学反应。

二、实验室制取氧气。

以氯酸钾和二氧化锰加热为例,说明实验室制取氧气的过程。

1反应原理

    实验室可用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气,也可用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,还可以用高锰酸钾加热制取氧气。反应的文字表达式如下:

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    ⑵ 实验装置(以氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气为例)。

如右图所示,该实验中需要注意以下问题:

试管口稍向下倾斜。以防反应过程中产生的水或湿存水回流试管底,使试管破裂。

铁夹夹持试管前半端。以防烧坏铁夹。

用酒精灯外焰加热,加热前先预热试管。(试管不能移动,前后移动酒精灯)。

药品搅拌均匀,平铺在试管底部,以便均匀受热。

3收集方法

由于氧气不易溶于水,故可以用排水法收集;氧气密度比空气大,还可以用向上排空气法收集。

4操作步骤

【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂

 ⑴ 首先检查装置的气密性(如右图所示)。所有制取气体的装置都必须检查装置的气密性。

当装置的气密性完好时,向试管中装入药品。

按上图要求装置好装置(注意,如果是加热高锰酸钾制取氧气,试管口放一团棉花,以防高锰酸钾粉尘堵塞导管)。同时,将集气瓶装满水,盖上玻璃片(注意,盖玻璃片时,先将玻璃片轻轻靠在集气瓶口一边,然后慢慢向加一边推过去,以盖住整个瓶口),连同玻璃片一起,倒立在水槽里,抽出玻璃片。

点燃酒精灯加热。先预热试管各处,再集中在药品部位加热(最好是先从药品前端开始加热,然后逐渐向后移动试管,以防加热过程中,产生的粉尘扩散到试管口,堵塞导管)。

收集气体。注意,开始产生的气泡是试管里的空气,不要收集,待导管口均匀且较快放出气泡时,将导管口移入集气瓶内,收集气体。当气泡向外冒出时,表明集气瓶内已收集满氧气,在水下盖上玻璃片,取出集气瓶,正立在桌面上(氧气密度比空气大)。

将导管从水槽中取出。

熄灭酒精灯停止加热。(若先熄灭酒精灯,则反应停止,温度降低,气压变小,水槽中的水会吸入试管内,导致试管炸裂。)

以上七个步骤,每步可用一个字来记忆,即:查装定点收离熄。用谐音记忆法,可记为“茶庄定点收利息”。

【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂    6.验满方法

若用排水集气法收集气体,气泡从集气瓶口向外冒出时,表明集气瓶内收集满氧气,因此,用排水集气法收集氧气时,不必刻意检验氧气是否收集满。而用向上排空气法收集时,可用带火星的木条放在集气瓶口部位,若带火星的木条复燃,则表明集气瓶内收集满氧气(如右图所示)。

7.检验方法。

即检验瓶内气体是不是氧气,可用带火星的木条放在集气瓶内

【原创】我的第二课堂·课题2.3  制取氧气(一) - 蜀麓耕夫 - 蜀麓耕夫山野草堂

 若带火星木条复燃,表明集气瓶内的气体是氧气(如右图所示)。

三、分解反应。

像实验制取氧气的三个反应,都是由一种反应物生成两种或两种以上的生成物,这种由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应,叫做分解反应

分解反应的特征是反应物一种,生成物两种或两种以上,即“一变多”。用式子表示为:X AB+…

【强调】分解反应与化合反应一样,首先都是化学反应。因此,像将盐水蒸发得到水和食盐的变化就不是分解反应。

 

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习题参考答案:

1.(化学反应文字表达式略),过氧化氢溶液和高锰酸钾制取氧气的反应属于分解反应,而木炭在氧气中燃烧反应属于化合反应。

2.⑴ C   B   A   D

3.⑴ 水吸入导管中,形成一小段水柱。

   防止反应过程中产生的水或湿存水回流试管底导致试管炸裂。

   加热试管时要注意以下问题:

      试管外壁不能有水,若有水,先用干布擦干;

      加热时,试管口稍向下倾斜;

      铁夹夹持试管前半端;

      加热时,先预热试管,再集中在药品部位加热。

   停止加热时,若先熄灭酒精灯,反应停止,温度下降,气压降低,水会吸入试管内,导致试管炸裂。

   可能的原因有:① 未等到气泡均匀且较快时就收集氧气了;② 用向上排空气法收集氧气时,未收集满;③ 集气瓶未正立在桌面上,还可能未盖上玻璃片……

4.硫在氧气中燃烧时,集气瓶中放少量水,是为了吸收产生的二氧化硫,以防污染空气,这里的水不能由沙子代替。在做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶中放少量的水,是防止反应过程中产生的熔融物溅落瓶底使瓶底炸裂。这里的水是为了吸收和隔绝热量,故可以用沙子代替。

5.略。

 

 

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