中小学教育资源及组卷应用平台 第1章第1节 空气的成分3学案 一、学习目标 了解工业制取氧气的方法（空气冷冻分离法和膜分离技术）； 掌握实验室制取氧气的方法（过氧化氢分解法）； 学习排水法收集氧气及检验氧气的方法； 通过实验探究氧气的化学性质（与木炭、铝箔的反应）； 理解催化剂的概念及其特点。 二、学习重点与难点 学习重点： 实验室制取氧气的原理、装置和操作步骤； 排水法收集氧气的方法； 氧气的化学性质（与可燃物的反应）。 学习难点： 催化剂概念的理解（"一变二不变"）； 实验装置的组装与气密性检查； 控制反应速率的方法及原理。 三、学习过程 1. 工业制取氧气 空气冷冻分离法：将空气多次压缩降温变成液态空气，然后利用氮气和氧气的沸点不同（氮气沸点-196℃，氧气沸点-183℃），低温蒸发时氮气先汽化，从而分离出氧气。 膜分离技术：在一定压力下让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，得到含氧量较高的富集空气。通过多级分离可得到含氧90%以上的富集空气。 2. 实验室制取氧气 原理：过氧化氢（H O ）在二氧化锰（MnO ）催化下分解生成氧气和水。 实验装置：发生装置（锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、导管等）、收集装置（水槽、集气瓶等）。 实验步骤： 组装装置：从左到右，从下到上顺序组装； 检查气密性：使用微热法（手捂法）或注水法； 加入药品：在锥形瓶中加入二氧化锰粉末和水，分液漏斗中加入过氧化氢溶液； 收集气体：待导管口气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气； 验满方法：将带火星的木条放在集气瓶口，若复燃则已收集满。 注意事项：先加水是为了稀释过氧化氢浓度，防止反应过于剧烈，确保实验安全平稳。 3. 催化剂 二氧化锰在该反应中作为催化剂，其特点是"一变二不变"： 一变：改变（加快）化学反应速率； 二不变：反应前后质量和化学性质不变。 工业上催化剂又称为"触媒"。 4. 氧气的性质实验 实验内容 实验现象 结论与解释 木炭在氧气中燃烧 剧烈燃烧，发出白光 碳 + 氧气 → 二氧化碳；二氧化碳使澄清石灰水变浑浊 铝箔在氧气中燃烧 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 铝 + 氧气 → 氧化铝（白色固体） 注意事项：将红热的木炭伸入集气瓶时要缓慢伸入，目的是使反应平缓充分，防止氧气瞬间耗尽或瓶内气压骤变，确保实验安全和效果。 四、当堂检测 1．以下相关实验的现象或操作正确的是：①硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰；②木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳气体；③红磷在空气中燃烧，产生大量白烟；④铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体；⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时，在试管口需要放一团棉花；⑥用高锰酸钾制取氧气时，一有气泡冒出时就应马上收集，以免浪费；⑦二氧化锰可以作所有实验的催化剂。正确的是( ) A．①③④⑤ B．①②③④ C．②③④⑥ D．③④⑤⑦ 2．思维导图是有效的思维模式，是应用于记忆、学习、思考等的思维“地图”。下图为“胜哥”所画的氧气制取的思维导图，下列说法不合理的是 A．Ⅰ、Ⅱ处分别是氧气的不同制法 B．Ⅲ处表示的是催化剂 C． 图中制取氧气的原料中都含有氧气 D．利用空气制取氧气可知液氧沸点比氮高 3．“胜哥”误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如图所示，下列关于该过程的说法正确的是（ ） A．c代表氧气 B．a代表高锰酸钾 C．t1时刻， KClO3开始分解 D．t3时刻，生成氧气的质量达到最大值 4．下列图像能正确反映对应关系的是（ ） A．甲表示加热高锰酸钾制取氧气时剩余固体中氧元素的质量变化 B．乙表示加热氯酸钾 (含少量 MnO2 ) 制取氧气时固体物质种类的变化 C．丙表示双氧水 (含少量 MnO2 ) 分解时溶液中氢元素的质量分数变化 D．丁表示质量和溶质质量分数都相等 ... ...
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