化学初三上鲁教版3.3性质活泼的氧气学案

化学初三上鲁教版3.3性质活泼的氧气学案

知识梳理

1.氧气的实验室制法

(1)化学反应原理：_________。

(2)实验装置：

写出图中用到的仪器名称：___________________________。

图3-6

(3)收集方法

①_________法，因为氧气不易溶于水；

②向_________排空气法，因为__________________。

(4)实验操作步骤

①检查装置气密性的方法是：____________________________________。

②先加入少量固体二氧化锰，后从分液漏斗加入过氧化氢溶液。

③收集氧气:排水法，也可用向上排空气法。

④检验:带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃，证明是氧气。

⑤验满:排水法收集时，_________时已满;向上排空气法收集时，_________。

⑥撤离，将用剩的药品倒入废液缸，洗涤仪器。

答案：(1)过氧化氢二氧化锰水+氧气(2)长颈漏斗、锥形瓶、水槽、集气瓶、导气管(3)①排水②上氧气密度比空气大(4)①将导气管放入水中，用双手捂住试管，导气管处有气泡冒出那么气密性良好⑤集气瓶内的水被排尽将带火星的木条放到集气瓶口，木条复燃那么已满

2.催化剂

(1)定义:能_________其他物质的化学反应速率，而自身的_________和_________在反应前后不变，这样的物质叫催化剂。

(2)催化剂在化学反应中所起的作用叫做_________作用。

答案：(1)改变质量化学性质(2)催化

3.氧气的性质

(1)物理性质：在通常状况下，氧气是一种_________气体。在标准状况下，密度比空气_________，_________溶于水。

(2)化学性质：氧气是一种化学性质______气体，在一定条件下，可与许多物质发生化学反应。

(3)氧气的化学性质和实验现象：

反应物 条件 反应现象 文字表达式 空气中 氧气中

木炭

铁

蜡烛 硫

答案：(1)无色无味的大不易(2)比较活泼的(3)略

4.化合反应和分解反应以及氧化反应

(1)化合反应：由______________的反应。

(2)分解反应：由______________的反应。

(3)氧化反应：物质和______________的反应属于氧化反应。

答案：(1)两种或两种以上物质反应生成一种物质(2)一种物质反应生成两种或两种以上物质(3)氧气

疑难突破

1.取两份等量的过氧化氢溶液，一份加入二氧化锰，一份直接加热，两份过氧化氢产生的氧气一样多吗？

剖析：催化剂只能改变化学反应速率，不能增大或减少生成物的质量，同时对于指定的化学反应，没有催化剂，并不意味着该反应不能发生，只是反应速率较慢。所以无论加不加二氧化锰，等量的过氧化氢溶液产生的氧气是一样多的。

2.使用过氧化氢制取氧气时常使用下面的发生装置，怎样检查图3-7装置的气密性呢？

图3-7

剖析：该装置有两处未封闭的开口，所以假设采用在第一单元学习的检查装置气密性的方法，就要设法封闭长颈漏斗的上开口处。通常采用更简便的方法：用密封纸封紧(长颈漏斗的上开口处，橡皮管伸入水中)，再用两手抱住锥形瓶，假设有气泡，说明装置气密性较好。

问题探究

问题1小明同学通过查阅有关资料，想通过3-8所示仪器、药品、装置进行实验探究:寻找新的催化剂——氧化铁能作过氧化氢分解的催化剂吗?

图3-8

猜想：氧化铁粉末能作过氧化氢分解的催化剂，能加快过氧化氢分解放出氧气的速率。

探究：按图3-8所示装置进行实验，实验步骤及现象为:

(1)在两个锥形瓶中分别装入等质量的二氧化锰和氧化铁，通过分液漏斗同时以相同速率逐滴滴入过氧化氢溶液。观察到通入水中的导管均有气泡冒出，且加二氧化锰的导管口放出气泡的速率更快。

(2)实验后把二氧化锰和氧化铁分别洗净、干燥，再称量，发现氧化铁和二氧化锰在反应前后的质量都没有变化。

结论：氧化铁可作过氧化氢分解的催化剂，但比二氧化锰催化作用要弱些。

问题2我们知道氧气能使带火星的木条复燃，那么使带火星的木条复燃是否一定需要纯氧呢?为了弄清这个问题，某化学探究小组进行了探究。

猜想：使带火星的木条复燃不需要纯氧

探究：

①取5个大小相同的集气瓶，分别编号为1,2,3,4,5，并分别使瓶内留有占集气瓶容积10%,20%,30%,40%,50%的水(余下为空气)，用玻璃片盖住，并倒扣于装有水的水槽中。

②分别用排水法向上述5个瓶子中通入氧气，小心地把5个瓶内的水排完后，用玻璃片盖住瓶口，取出正立放好。

③分别将带火星的木条伸入5个瓶中，将观察到的现象记录如下：

编号 1 2 3 4 5

现象

微亮 亮 很亮 复燃 复燃

数据分析和结论：从观察到的现象可知，使带火星的木条复燃所需氧气的最小体积分数介于3号瓶与4号瓶之间。4号瓶中氧气的体积分数约为52.6%，所以使带火星的木条复燃不需要纯氧。

典题精讲

例1实验室常用高锰酸钾和二氧化锰制取氧气(图3-9A)，也可用过氧化氢和催化剂二氧化锰来制取氧气(图3-9B)。装置B中的仪器a是分液漏斗，通过活塞的“开”“关”可以随时滴加过氧化氢溶液，从而控制得到氧气的量。

图3-9

(1)从反应物状态和反应条件来比较装置A和B的差异：

装置A 装置B

反应状态

反应条件

(2)用装置B制得的氧气带有少量水蒸气，可用浓硫酸除去水蒸气，请在以下方框中添上带橡皮塞的玻璃导管，完成除去水蒸气的装置图(见图3-11)。

图3-11

(3)用向上排空气法收集氧气，并用带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否收集满，这是利用了氧气的________、________性质。

思路解析先要明确装置A适合固体药品和固体药品反应进行实验并且可以加热，高锰酸钾为固体，反应条件为加热；装置B是用过氧化氢和催化剂二氧化锰粉末来制取氧气，其中反应物过氧化氢为液体，反应条件为不需加热。当用浓硫酸来除去水蒸气时，为了有利于水蒸气的充分吸收，进入瓶中的导气管要插入液体中。氧气之所以能用向上排空气法收集是因为它的密度比空气大，并且因为它具助燃性，所以能使带火星的木条复燃。

答案：(1)反应物为固体反应物为液体需加热不需加热

(2)

图3-12

(3)密度比空气大助燃性

例2如图3-13所示的装置中，其中收集氧气时可选用()

图3-13

A.①和②B.②和③

C.①和④D.①和⑤

思路解析根据氧气不易溶于水，且不与水反应，可用排水法收集;在通常情况下，氧气密度比空气密度略大，且不与空气中的任何其他成分反应，可用向上排空气法收集。收集时，导管口应接近集气瓶瓶底，便于将集气瓶内的空气排尽。

答案：D

例3以下反应中属于化合反应的有_______，属于氧化反应的有_______，既是化合反应又是氧化反应的有_______，是氧化反应但不是化合反应的有_______。

A.镁+氧气点燃点燃氧化镁

B.硫+氧气点燃二氧化硫

C.蜡烛+氧气点燃二氧化碳+水

D.高锰酸钾点燃锰酸钾+二氧化锰+氧气

思路解析此题考查反应类型的相关知识。首先明确各反应类型的概念。化合反应的特点是“一变多”，分解反应的特点是“多变一”，物质和氧气的反应那么属于氧化反应。一个反应既可以是化合反应也可以是氧化反应，但氧化反应不属于基本反应类型。在学习中，善于把学过的知识进行对比、归纳，有助于记忆和掌握知识。

答案：ABABCABC

知识导学

本节课同学们要在探究活动中学习掌握实验室制氧气的药品、反应原理、仪器装置、收集气体的方法、验满，及考前须知，同时，认识催化剂及其作用。通过氧气与许多物质发生化学反应的实例，掌握氧气的化学性质以及氧化反应的概念。

实验探究是本节课学习的主要方法。在做实验中要形成观察实验现象→分析原因→得出结论的探究能力。 其他含有氧元素的物质也可制氧气，如氯酸钾和高锰酸钾等，产生氧气的实验室原理为:

氯酸钾氯化钾+氧气

高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+氧气

注意：①O2的收集可用两种方法，利用O2的哪些性质。氧气收集可用向上排空气法或排水集气法，但在实际应用中我们通常用排水集气法，这是因为氧气的密度与空气比较接近，用排空气法收集的氧气不纯，空气极易排不净。

②验满的操作方法及检验的现象。

在理解催化剂的概念时，应注意以下几点:(1)它能改变(加快或减慢)其他物质的化学反应速率，不能片面地说加快;(2)二氧化锰并不是专作催化剂的，如用高锰酸钾制氧气时是生成物，在某些反应中作为反应物;(3)二氧化锰对双氧水的分解具有催化作用，但不是唯一的，如沸石、生土豆也对双氧水的分解具有催化作用;(4)催化剂只能改变化学反应速率，不能增大或减少生成物的质量;

在表达氧气的物理性质时要注意外界条件。通常情况下，氧气是无色气体，在101kPa,-183℃时变为淡蓝色液体，-218℃时变成淡蓝色雪花状固体。氧气的三态变化是物理变化，由此说明物质在物理变化过程中也会有颜色的改变，因而有颜色改变的变化不一定是化学变化。这一事例进一步说明化学变化的特征，即有新物质生成才是判断化学变化的依据，伴随的现象只能作辅助分析。

做铁、硫、磷等物质在氧气中燃烧的实验时，盛有可燃物的燃烧匙等仪器应自上而下慢慢伸入到集气瓶的中下部，如果迅速伸入到瓶底，物质燃烧放出的热量使氧气受热膨胀，瓶中大量的氧气扩散到空气中，可燃物将不能持续燃烧。

化合反应与氧化反应没有必然的联系，有些氧化反应是化合反应，有些氧化反应不是化合反应。

疑难导析

该问题考查的是催化剂的概念。学习时要抓住催化剂特点:“一变两不变”，一变指催化剂能改变其他物质的化学反应速率;两不变是指反应前后催化剂的质量和化学性质不变。

装置气密性检查原理及方法一般是通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象(如:气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断气密性的好坏。要根据不同的装置选择不同的简便方法。

假设没有气泡产生，注意查找漏气的原因。

问题导思

这是探究性学习问题的范例，以问题情景为课题，积极探究，自主发现，实验探究、合作交流。充分表达新课标理念。通过比较反应的速率寻找新的催化剂。

探究本问题首先要理解催化剂的概念，要抓住催化剂特点:“一变两不变”。一是要设计实验探究催化剂能改变过氧化氢的分解速率;二是要设计实验探究催化剂的质量和化学性质都不变。

氧化铁能否作催化剂呢?可通过对比实验，比较过氧化氢分解产生氧气的速率作出判断，反应完后还要称一下氧化铁反应前后的质量，看有无变化。所以首先要取等质量的二氧化锰和氧化铁，然后分别和过氧化氢反应。通过观察放出气泡的速率来判断催化剂对反应速率的影响。在反应完成后，还要进行检验催化剂质量有无变化的物质分离和称量实验。

物质分离主要根据催化剂和其他物质的性质，过滤，洗涤后烘干再称量。

探究能使带火星木条复燃的气体中氧气的浓度时，一定要掌握正确的方法。向空气中鼓入氧气时，很难控制氧气的量，所以先让集气瓶中充入不同体积分数的水，然后用排水法通入氧