第三节 性质活泼的氧气
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 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则气密性良好 ⑤集气瓶内的水被排尽 将带火星的木条放到集气瓶口,木条复燃则已满
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,所以若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,若有气泡,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