《氧气的制取》知识速查 - 人教版初中化学公式定理 - 读趣百科

《氧气的制取》知识速查

用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气

1.反应原理及装置的选择

药品
高锰酸钾（暗紫色固体）；氯酸钾（白色固体）；二氧化锰（黑色固体）
反应原理
装置的选择
发生装置
选择的依据：反应物的状态和反应条件（是否需加热）。例如，用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，反应物均为固体，反应条件均为加热，因此选用下图所示的发生装置，但要注意用高锰酸钾制取氧气时，试管口要放一团棉花
发生装置的仪器名称：a.酒精灯；b.试管；c.铁架台（带铁夹）；d.导管
收集装置
选择的依据：气体的溶解性和气体的密度。当气体难溶于水或不易溶于水且与水不反应时可用排水法收集，如图甲，因为氧气不易溶于水，可以用此法收集而且收集的气体比较纯净；当气体的密度比空气大且不与空气中的成分反应时，可用向上排空气法收集，如图乙，氧气的密度比空气密度大，可以用此法收集，收集的气体比较干燥
收集装置的仪器名称：e.集气瓶；f.水槽

注意：

（1）高锰酸钾稍微加热就可以释放出氧气，但加热时常出现氧气流把粉末吹到导管中的现象，故用高锰酸钾制氧气时，要在试管口处放一团棉花，以防止高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。

（2）氯酸钾和二氧化锰混合加热适合于制取较多的氧气，但要注意氯酸钾一定要纯净，不能混入易燃杂质，如炭粉、纸屑等，以免发生爆炸。用作催化剂的二氧化锰，在实验前最好也进行灼烧，以除去其中的易燃物质。

说明：

（1）当气体的密度小于空气的密度且不与空气中的成分反应时，可采用向下排空气法收集，如下图所示。

（2）用排水法收集气体时，导管伸到集气瓶口即可，不能伸入太长；用排空气法收集气体时，导管必须伸入集气瓶底部，便于排净集气瓶内的空气。

2.实验室用高锰酸钾制取氧气的操作步骤和注意事项

（1）操作步骤：按实验要求，将所需仪器连接好组成一套装置，按先下后上、从左到右的顺序安装。

实验步骤
操作方法
（查）检查装置气密性
先将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手，过一会儿，导管内形成一段水柱，说明装置不漏气
（装）装药品
将高锰酸钾装入试管，然后在试管口塞一团棉花，并用带有导管的橡胶塞塞紧试管口
（定）固定装置
将试管口略向下倾斜固定在铁架台上
（点）点燃酒精灯
点燃酒精灯，将酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位集中加热
（收）收集氧气
待气泡连续且均匀地冒出后进行收集。当瓶口有大气泡冒出时，证明氧气已集满
（离）撤离导管
收集氧气结束后，将导管撤离水槽
（熄）熄灭酒精灯
当导管移出水槽后，用灯帽盖灭酒精灯

（2）注意事项

实验操作
原因
药品要平铺在试管底部
便于均匀受热
试管口要略向下倾斜
防止药品中所含的湿存水受热后变成水蒸气，在试管口处冷凝，倒流至试管底部，使试管炸裂
试管内的导管稍伸出橡胶塞即可
便于气体导出
用排水法收集气体时，应注意当气泡连续并比较均匀地放出时再收集
过早收集的气体中混有空气，使收集到的气体不纯
用高锰酸钾制取氧气，试管口处要放一团棉花
防止加热时高锰酸钾粉末进入导管
集满氧气的集气瓶应盖上玻璃片，正放
氧气的密度大于空气的密度，正放可以减少气体逸出

分解过氧化氢制氧气

（1）药品：过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色粉末）。

（2）反应原理：

（3）发生装置的选择：由于过氧化氢溶液是液体，二氧化锰是固体，且反应不需要加热，可以采用下图的发生装置，常采用锥形瓶或试管作为反应容器，配单孔橡胶塞或双孔橡胶塞（一孔插入分液漏斗或长颈漏斗，另一孔插入导管）。

（4）收集装置的选择：由于氧气不易溶于水，故要制取较纯净的氧气时，可采用排水法。由于氧气的密度比空气的密度略大，故要制取较干燥的氧气时，可采用向上排空气法。

（5）实验装置：可用如图所示装置制取。

（6）实验步骤

1）检查装置的气密性。

先把导管一端放到水中，关闭分液漏斗的开关，用手紧捂容器的外壁（或用酒精灯稍微加热），观察导管口是否有气泡冒出。如果有气泡冒出，且放手后导管里形成一段水柱说明装置气密性良好。

2）向锥形瓶中加入二氧化锰固体。

3）塞好带有分液漏斗（或长颈漏斗）和导管的双孔橡胶塞。

4）向分液漏斗（或长颈漏斗）中加入过氧化氢溶液。

5）用排水集气法收集气体

催化剂和催化作用

1.催化剂和催化作用

（1）催化剂：在化学反应里能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做催化剂（又叫触媒）。

（2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。

拓展：

（1）催化剂是针对具体的化学反应而言的，具有选择性，即某种催化剂只对某个化学反应具有催化作用。

（2）催化剂只能改变化学反应速率，不能影响生成物（量）的多少。

（3）催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但其物理性质可能改变。

（4）同一个化学反应，可有多种不同的催化剂。

（5）催化剂参与化学反应，但既不是反应物，也不是生成物，只是一个反应条件。

2.催化剂的特点

催化剂的特点可概括为“一变”“两不变”。

（1）“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里的“改变”包括加快和减慢，即有的催化剂能加快化学反应速率，有的催化剂能减慢化学反应速率。

（2）“两不变”是指催化剂的质量和化学性质在反应前后没有改变。

3.催化剂的作用

催化剂在化工生产过程中有重要作用，有的反应如果没有催化剂就不能进行，大多数化工生产都有催化剂的参与。

4.验证某物质可作某反应催化剂的方法

（1）称量一定量的某物质，记录质量m1。

（2）取两套实验装置装入相同质量的反应物，向其中一套装置内加入该物质比较反应速率（通常根据产生相同结果时所需时间来确定）。

（3）从反应后所得混合物中提取该物质（过滤、洗涤、烘干），再称量质量，记录为m2，比较m1与m2是否相等。

（4）再取该反应的反应物[量的多少同（2）]，加入提取出的该物质，记录产生同样结果所需时间。

氧气的工业制法

1.分离液态空气法

（1）原理：利用液态空气中液氮（沸点－196℃）和液氧（沸点－183℃）的沸点不同。

（2）过程

2.膜分离技术法