科粤版（2024）九年级上册（2024）氧气的制取精品课件ppt

这是一份科粤版（2024）九年级上册（2024）氧气的制取精品课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了推进新课，催化剂的特点，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
氧气的制取 - 第 2 课时 过氧化氢制氧气 分解反应 工业制氧气一、复习回顾，导入新课引导学生回顾上节课高锰酸钾制取氧气的内容，提问：“高锰酸钾制取氧气的反应原理是什么？实验操作中‘查、装、定、点、收、离、熄’各步骤的关键注意事项有哪些？” 随机抽取学生回答，强化记忆 。接着提出问题：“除了用高锰酸钾制取氧气，还有其他方法可以在实验室制取氧气吗？工业上又是如何大量制取氧气的呢？” 由此引出本节课对过氧化氢制氧气、分解反应以及工业制氧气的学习 。二、过氧化氢制氧气（一）反应原理展示过氧化氢溶液，介绍过氧化氢（\(H_{2}O_{2}\)）在二氧化锰（\(MnO_{2}\)）作催化剂的条件下，分解生成水（\(H_{2}O\)）和氧气（\(O_{2}\)），化学方程式为：\(2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O + O_{2}↑\) 。讲解催化剂的概念，说明二氧化锰在反应中能改变反应速率，而自身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化 。通过对比过氧化氢溶液在有、无二氧化锰时的分解情况实验视频，让学生直观感受催化剂的作用 。（二）实验装置发生装置：介绍过氧化氢制氧气的发生装置由长颈漏斗（或分液漏斗）、锥形瓶、带导管的橡皮塞等组成 。与高锰酸钾制氧气的固体加热型发生装置对比，说明该装置适用于固体与液体不加热的反应 。强调长颈漏斗下端要伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；若使用分液漏斗，可以通过控制液体的滴加速度来控制反应速率 。收集装置：由于氧气不易溶于水且密度比空气略大，同样可以采用排水法和向上排空气法收集氧气，收集装置与高锰酸钾制氧气时相同 。再次复习两种收集方法的操作要点和优缺点，加深学生理解 。（三）实验操作步骤连接装置：按照从下到上、从左到右的顺序连接发生装置和收集装置 。检查气密性：用止水夹夹住导管，向长颈漏斗中加水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好 。加药品：先在锥形瓶中加入二氧化锰固体，再通过长颈漏斗（或分液漏斗）加入过氧化氢溶液 。收集气体：根据需要选择排水法或向上排空气法收集氧气 。验满（向上排空气法）：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明氧气已收集满 。（四）注意事项长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，防止气体逸出 。若使用分液漏斗，可通过调节活塞控制过氧化氢溶液的滴加速率，从而控制反应速率 。实验结束后，催化剂二氧化锰可以通过过滤、洗涤、干燥的方法回收再利用 。三、分解反应（一）概念讲解对比高锰酸钾制氧气（\(2KMnO_{4}\stackrel{\triangle}{=\!=\!=}K_{2}MnO_{4} + MnO_{2} + O_{2}↑\)）和过氧化氢制氧气（\(2H_{2}O_{2}\stackrel{MnO_{2}}{=\!=\!=}2H_{2}O + O_{2}↑\)）的化学方程式，引导学生观察反应物和生成物的种类 。总结出分解反应的定义：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应 。强调分解反应的特点是 “一变多”，与化合反应 “多变一” 的特点形成鲜明对比 。（二）实例分析列举更多分解反应的实例，如氯酸钾在二氧化锰催化和加热条件下分解生成氯化钾和氧气（\(2KClO_{3}\stackrel{MnO_{2}}{\underset{\triangle}{=\!=\!=}}2KCl + 3O_{2}↑\)），水在通电条件下分解生成氢气和氧气（\(2H_{2}O\stackrel{通电}{=\!=\!=}2H_{2}↑ + O_{2}↑\)） 。让学生判断这些反应是否属于分解反应，加深对分解反应概念的理解 。四、工业制氧气（一）分离液态空气法讲解工业上制取氧气主要采用分离液态空气法 。介绍空气的主要成分是氮气和氧气，氮气的沸点是\(-196^{\circ}C\)，氧气的沸点是\(-183^{\circ}C\) 。具体过程为：先将空气加压降温，使其变为液态空气；然后升高温度，由于氮气的沸点比氧气低，氮气先蒸发出来，剩下的主要就是液态氧 。展示分离液态空气法的流程图，帮助学生理解整个过程 。（二）膜分离技术简单介绍随着科技发展，膜分离技术也应用于工业制氧气 。在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气，进一步分离可得到氧气 。（三）与实验室制法的对比从原理、原料、条件、产品纯度等方面对比工业制氧气和实验室制氧气 。工业制氧气利用的是空气中各成分沸点不同进行物理分离，原料是空气，条件是加压降温，制得的氧气纯度相对较低，但产量大；实验室制氧气利用化学反应，原料是化学药品，条件是加热或使用催化剂，制得的氧气纯度较高，但产量小 。通过对比，让学生理解不同制氧方法的特点和适用范围 。五、课堂小结总结过氧化氢制氧气的反应原理、实验装置、操作步骤和注意事项，强调催化剂的作用 。巩固分解反应的概念，通过实例加深对 “一变多” 特点的理解 。梳理工业制氧气的方法，对比工业制氧和实验室制氧的区别 。六、课堂练习与课后作业（一）课堂练习过氧化氢分解制取氧气时，二氧化锰的作用是（ ）A. 增加氧气的产量B. 作反应物C. 加快反应速率D. 减慢反应速率下列反应属于分解反应的是（ ）A. \(C + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}CO_{2}\)B. \(2H_{2} + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2H_{2}O\)C. \(CaCO_{3}\stackrel{高温}{=\!=\!=}CaO + CO_{2}↑\)D. \(2Mg + O_{2}\stackrel{点燃}{=\!=\!=}2MgO\)工业上制取氧气的方法是（ ）A. 加热高锰酸钾B. 分解过氧化氢C. 分离液态空气D. 电解水（二）课后作业完成教材中与过氧化氢制氧气、分解反应、工业制氧气相关的练习题 。查阅资料，了解更多关于氧气制取方法的新进展，并写一篇简短的科普小文章 。
【实验3-5】用浓度为10％的过氧化氢溶液和二氧化锰完成下列实验。
（2）取少量二氧化锰装入另一试管中，将带火星的木条伸进试管内，结果怎样？
（1）用量筒量取4mL过氧化氢溶液加入试管中，将带火星的木条伸进试管内，结果怎样？
（3）再取少量二氧化锰于第三支试管中，再量取4mL过氧化氢溶液加入，将带火星的木条伸进试管内，有什么现象发生？
（4）待实验（3）的试管内的液体不再放出气泡时，重新加入4mL过氧化氢溶液，再将带火星的木条伸进试管内，又有什么现象发生？
请将你观察到的上述实验现象填入下表，并作出推断。
常温下过氧化氢分解得很慢,只能产生极少量的氧气
试管内产生大量气泡,带火星的木条复燃
二氧化锰不能分解产生氧气
有大量氧气生成，二氧化锰能促进过氧化氢分解
有大量氧气生成，反应后二氧化锰的化学性质没有发生改变
在有二氧化锰存在的条件下,过氧化氢能更快地分解产生氧气
讨论与交流＞＞＞1.比较上述几个实验，过氧化氢在什么条件下更容易分解放出氧气？
过氧化氢在有二氧化锰存在的条件下更容易分解放出氧气。
讨论与交流＞＞＞2.上述【实验3-5】(4)可以重复多次，而且若在实验前准确称出二氧化锰的质量，实验后将二氧化锰回收、干燥、再称量，会发现它的质量没有改变。根据这个事实，你对二氧化锰所起的作用有什么看法？
二氧化锰能促进过氧化氢分解，它的质量和化学性质在反应前后都不变。
思路与方法导引＞＞＞对比实验 对比实验是指设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究各种因素与实验对象的关系。每次只能改变一个因素,除了改变的那个因素外，其他因素应该保持一样。如[实验3-5](1)和（3）中产生氧气的速率不同，在这一组实验中，除了有无二氧化锰外，过氧化氢溶液的浓度和体积均相同。通过对实验结果的比较分析，可以知道二氧化锰能加速过氧化氢溶液的分解，这样的实验方法称为对比实验。
此外，实验室还用在二氧化锰催化作用下加热氯酸钾的方法制取氧气。 文字表达式是：
现在你已经学习了三种实验室制取氧气的方法，请完善下表。回顾用高锰酸钾制取氧气的实验装置，设计一套用氯酸钾制取氧气的装置。
讨论与交流＞＞＞1.请比较：实验室制取氧气的三种反应中，除了生成物都有氧气之外，还有什么其他共同之处?
反应物都是一种,生成物都是两种或两种以上。
讨论与交流＞＞＞2.与上节所学的化合反应对比，本节所学的三种制取氧气的化学反应有什么不同特点?
化合反应的反应物是两种或两种以上,生成物只有一种；本节所学的三种制氧气的化学反应的反应物只有一种,生成物是两种或两种以上。
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
分解反应与化合反应的比较
实验室制取氧气的方法不适合工业生产的要求。工业上制备大量氧气时，需要考虑成本是否便宜，原料是否容易获得，生产对环境有无负面影响等。从这些角度考虑，利用空气中丰富的氧气资源是很划算的，如果能把氧气与氮气分开，不仅能得到较纯净的氧气，还能得到较纯净的氮气。 怎样才能将空气中的氧气和氮气分离开呢？
液化空气制氧气是工业上常用的方法。已知液氮的沸点是-196℃，液氧的沸点是-183℃，所以当空气液化后，适当升温到-196℃至-183℃之间，液氮即汽化为氮气，而剩下的主要就是液氧了。为了常温贮存、运输和使用，工厂将液态氧汽化成为氧气，用150倍大气压强的气压加以压缩后，贮存于钢瓶里。你如果在医院或气焊的工厂里，看到外壳漆蓝色的钢瓶，那就是氧气瓶。
利用膜分离技术富集空气中的氧气，是近年来出现的新方法。在一定压力下，让空气通过具有氧气富集功能的薄膜，反复进行多级分离，便可得到含氧气90％以上的富氧空气，它在医疗、化工、炼钢、发酵等方面都有广泛的应用。
知识点1 过氧化氢制氧气
1. ［2024·苏州］某实验小组设计如图实验对过氧化氢分解进行探究。
下列相关说法不正确的是( )
2.［2025·太原阶段］探究分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用。
（2）实验原理：图2中发生反应的文字表达式为_ ___________________________。
（3）实验现象：图1中带火星木条不复燃；图3中的现象为__________________。
【点拨】图3中观察到的现象是带火星的木条复燃，是因为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下迅速分解产生大量的氧气。
（4）实验结论：二氧化锰可使过氧化氢分解的速率______。
【点拨】由图1和图3的现象可知，二氧化锰可使过氧化氢分解的速率加快。
［问题与思考］（5）研究表明，二氧化锰是该反应的催化剂，它的化学性质在反应前后______（填“有”或“没有”）变化。
【点拨】根据催化剂的特点，二氧化锰在反应前后的化学性质没有发生变化。
（6）常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是_______________________________________________。
常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少
【点拨】常温下，图1试管内也产生了氧气，但带火星木条不能复燃的原因可能是常温下，过氧化氢分解速率太慢，产生的氧气太少。
3. ［2025·邵阳月考改编］下列反应中，不属于分解反应的是 ( )
纠易错 不能正确理解催化剂的作用
5. 实验室用过氧化氢溶液制氧气，下列说法正确的是( )
A. 不加二氧化锰就不会生成氧气B. 不加二氧化锰，生成氧气的速率慢C. 加入二氧化锰,生成氧气的总质量会增大D. 加入二氧化锰,生成氧气的总质量会减小
A. 加入的过氧化氢溶液应浸没分液漏斗下端B. 控制过氧化氢溶液滴加速度，能使反应较平稳进行C. Ⅱ中气体的收集方法是向下排空气法D. Ⅱ中收集到的氧气不够纯净
7. “不对称有机催化剂”的发现和发展，让药物、太阳能电池等的研发成本大幅降低，也更环保。下列有关催化剂的理解错误的是( )
A. 同一物质可作多个化学反应的催化剂B. 对于同一化学反应，可以有几种不同的催化剂C. 催化剂能改变化学反应速率，也能增加或减少生成物的质量D. 催化剂在化学反应前后质量和化学性质都没有改变
8. ［2025·成都阶段］获得氧气的方法有多种。下列图像能正确反映其对应关系的是( )
A. 图甲，给一定质量的高锰酸钾加热，产生氧气的质量B. 图乙，高锰酸钾分解反应制取氧气，剩余固体的质量C. 图丙，等质量过氧化氢溶液制取氧气，有无催化剂产生氧气的质量D. 图丁，工业上分离一定量液态空气，升温获得气体中的氧气质量