初三第一单元走进化学世界：课题3制取氧气导引解析

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　　一、催化剂与催化作用
        　　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。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。催化剂既可以加快反应速率，也可以减慢反应速率。没有加入催化剂，并不意味着化学反应不能发生。
        　　【例题1】实验室里用二氧化锰作催化剂，加热氯酸钾制取氧气，发生如下反应：
        　　氯酸钾氯化钾+氧气
        　　（1）若用二氧化锰作催化剂，反应前后二氧化锰的质量　　　　　；
        　　A.不变 B.变大　C.变小 D.可能变大也可能变小
        　　（2）若忘记加入二氧化锰，其结果是
        　　A.不能产生氧气　　B.产生氧气的速率慢　　C.产生氧气的总量减少　　D.没有氯化钾生成
        　　【解析】二氧化锰在反应中起催化作用，加快了反应的速率，但本身的质量和化学性质在反应前后没有变化；二氧化锰可以改变氯酸钾分解速率，没有加入二氧化锰，氯酸钾分解很慢；对于某一反应来说，有时可以选用多种不同的催化剂。　　【答案】（1）A（2）B
        　　二、实验室制取氧气
        　　1.三种制取方法的比较
         

	过氧化氢制取氧气	氯酸钾制取氧气	高锰酸钾制取氧气
反                                 应                                 原理	过氧化氢水+氧气	氯酸钾氯化钾+氧气	高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
试                                 剂                                                                         状                                         态	过氧化氢溶液、二氧化锰固体	氯酸钾固体、二氧化锰固体	高锰酸钾固体
反应                                                                         条                                         件	常温下二氧化锰作催化剂	加热条件下，二氧化锰作催化剂	加热
收                                 集                                                                         装置	1J1222256-0.jpg

        　　2.高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项

步骤	注意事项
（1）查：检查装置的气密性	原理：根据气体热胀冷缩                                 操作：先把导管一端浸入水里，再把两手紧贴容器的外壁
（2）装：将药品装入试管	在试管中装入少量高锰酸钾，并在试管口放一团棉花，以防止加热时，生成的气体把试管内的固体带到导管中，堵塞导管
（3）定：将试管固定在铁架台上	铁夹夹在离试管口约1/3处。试管口要略向下倾斜，防止冷凝后的水倒流至受热的试管底部，使试管破裂
（4）点：先预热，后对药品加热	先让试管均匀受热；然后对准药品部位用外焰加热
（5）收：收集氧气	等有气泡均匀、连续放出时用排水法进行收集，收集满的集气瓶瓶口应盖上玻璃片，正放在桌上
（6）撤：收集完毕，将导管撤离水槽                                 （7）熄：熄灭酒精灯	实验结束时，应先将导管撤离水槽，最后熄灭酒精灯

        　　【例题2】某学习小组在探究活动中要制取一定量的氨气。该小组查阅资料后，得知有以下两个反应可以生成氨气:
        　　a.氮气与氢气在高温高压下，有铁触媒（催化剂）的条件下产生氨气；
        　　b.氯化铵固体和生石灰粉末在加热条件下生成氨气。
        　　（1）请你帮该小组同学选择制取氨气的方法：　　　　　　　　　　；
        　　（2）氨气极易溶于水，密度比空气小。根据以上信息和如下图所示装置，完成下列空白。
        　　①制取氨气发生装置是　　　　　，理由　　　　　　　　　　　　　；
        　　②制取氨气收集装置是　　　　　，理由　　　　　　　　　　　　　。
       

1J122IO-1.jpg

       
        　　A　　　　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D　　　　　E
        【解析】实验室制备物质时通常选择安全、环保和操作简单的实验。本题a中反应条件是高温高压，条件不易达到。气体发生装置的选择要根据反应物的状态和反应条件，制取氨气的反应物都是固体且需要加热，因此发生装置应选A。排水法要求所收集气体不能溶于水，不与水反应；排空气法要求气体不与空气发生反应且与空气的密度差别较大（如果密度比空气大，用向上的排空气法收集；如果密度比空气小，用向下的排空气法收集）。
        　　【答案】（1）b（2）①A该反应是加热固体②D氨气易溶于水，不能用排水法收集，又因其密度比空气小，因此用向下的排空气法收集氨气
        　　【例题3】用高锰酸钾制取并收集氧气使用如下图的装置，请回答下列问题。
       

1J1225028-2.jpg

        　　（1）写出有标号仪器的名称：a　　　　；b　　　　； c　　　　；d　　　　；
        　　（2）指出图中三处错误，并对应说明改正方法。
        　　错误：①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　；
        　　改正：①　　　　　　　　；②　　　　　　　　；③　　　　　　　　；
        　　（3）当导管口开始有气泡产生时，不宜立即收集，原因是　　　　　　　　；
        　　（4）待集气瓶收集满后，将它取出并放置的方法是　　　　　　　　。
        　　【解析】见“高锰酸钾制取氧气的步骤及注意事项”。
        　　【答案】（1）酒精灯　　试管　　集气瓶　　水槽
        　　（2）

错误	改正
①酒精灯内酒精过多	酒精灯内酒精应倒出一些，不能超过酒精灯容积的2/3
②用内焰加热	用外焰加热
③试管口朝上	试管口应略向下倾斜
④试管口没有棉花	试管口应塞一团棉花

        　　（3)刚开始排出的主要是空气
        　　(4)用玻璃片盖住集气瓶口，正放在桌面上
        　　三、分解反应
        　　由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应，称为分解反应。从反应形式上判断，分解反应的特点是“一变多”。它与化合反应的区别和联系如下表：
         
         

	区别	联系
化合反应	“多变一”，一种生成物	都属于反应基本类型，两者是并列的关系，互不从属
分解反应	“一变多”，一种反应物

        　　【例题4】下列变化中不属于分解反应的是
        　　A.分离液态空气制氧气　　　B.加热高锰酸钾制氧气
        　　C.加热过氧化氢制取氧气　　D.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气
        　　【解析】工业制氧气的原理是根据液氮的沸点比液氧的沸点低来分离液态空气，其过程是把液态空气升温到液氮的沸点，使液氮先蒸发，剩余的主要就是液氧。这一过程中发生的是物理变化。其他几个选项中的反应物只有一种，生成了两种或三种物质，因此属于分解反应。其中D选项中二氧化锰是催化剂，在这一反应中反应物只有氯酸钾一种。【答案】A