中考化學(xué)制取氧氣及解題方略

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、基本考點(diǎn)
考點(diǎn)1 氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法
在實(shí)驗(yàn)室里,通常采用分解過氧化氫溶液,加熱氯酸鉀或加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣。
(1)反應(yīng)原理:

(2)實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)裝置包括發(fā)生裝置和收集裝置。①發(fā)生裝置的選擇依據(jù);根據(jù)反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇。如果選用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣,應(yīng)用固體與液體反應(yīng)且不需要加熱型的裝置,則選擇圖2-7-1A裝置,如果選用加熱高錳酸鉀制取氧氣,應(yīng)用固體加熱型裝置,則選擇圖2-7-1B裝置。

②收集裝置選擇依據(jù):根據(jù)生成氣體的性質(zhì),如水溶性、密度等。收集的方法具體分為三種:排水法:適合收集難溶于水或不易溶于水且不與水發(fā)生反應(yīng)的氣體。如圖2-7-1C;向上排空氣法;適合收集密度比空氣大且不與空氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體。如圖2-7-1D;向下排空氣法;適合收集密度比空氣小且不與空氣中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體。如圖2-7-1E。
③驗(yàn)滿方法:a. 用向上排空氣法收集時(shí)把一根帶火星的木條,放在集氣瓶口,若木條復(fù)燃,證明集氣瓶內(nèi)已收集滿氧氣;b. 用排水法收集時(shí),當(dāng)氣泡從瓶口冒出時(shí)證明已收集滿。
④操作步驟:用高錳酸鉀制取氧氣并用排水集氣法收集氣體的一般步驟為:a. 組裝好儀器并檢查裝置的氣密性;b. 將藥品裝入試管并在試管口堵上一團(tuán)棉花,用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管;c. 將試管固定在鐵架臺上;d. 集氣瓶里裝滿水并倒放在水槽中;e. 點(diǎn)燃酒精燈,先預(yù)熱試管,再對準(zhǔn)藥品處加熱;f. 用排水法收集氧氣;g. 收集完畢,將導(dǎo)管撤管撤離水槽;h. 熄滅酒精燈。
⑤用高錳酸鉀制氧氣時(shí)的注意事項(xiàng):a. 試管口微向下傾斜;b. 藥品均勻鋪在試管底部;c. 試管口塞一團(tuán)棉花;e. 鐵夾夾在距試管口的1/3處;f. 伸入試管內(nèi)的導(dǎo)管略出膠塞即可;g. 用外焰對準(zhǔn)藥品處加熱。
考點(diǎn)2 催化劑和催化作用
在化學(xué)反應(yīng)里,能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生改變的物質(zhì)叫做催化劑(又叫做觸媒)。(1)在理解催化劑的概念時(shí),應(yīng)抓住“一變兩不變”來正確理解。①“一變”是指它能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,不能片面地把“改變”理解為“加快”或“減慢”;②“兩不變”是指化學(xué)反應(yīng)前后催化劑本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。(2)催化劑有專一性,也就是說某一催化劑只對某個(gè)特定的反應(yīng)起作用;催化劑的種類繁多,其中酶就是日常生活中常見的一種;催化劑的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變,其物理性質(zhì)可能發(fā)生變化;對于某些特定的化學(xué)反應(yīng),沒有催化劑并不意味著該反應(yīng)不能進(jìn)行,只是速度較慢。(3)催化作用:催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。
二、能力與綜合考點(diǎn)
考點(diǎn)3 化合反應(yīng)及分解反應(yīng)的區(qū)別與判斷(學(xué)科內(nèi)綜合考點(diǎn))
在化學(xué)反應(yīng)中,一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng),叫做分解反應(yīng);戏磻(yīng)、分解反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的兩大基本類型。通過比較化合反應(yīng)和分解反應(yīng),加深對反應(yīng)類型的認(rèn)識

化合反應(yīng)分解反應(yīng)概念兩種或兩種以上的物質(zhì)反應(yīng)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其他物質(zhì)的反應(yīng)特征多種變一種的反應(yīng)過氧化氫 水+氧氣二氧化錳一種變多種的反應(yīng)實(shí)例鎂+氧氣 氧化鎂點(diǎn)燃共性都是化學(xué)變化

分解反應(yīng)的特點(diǎn)是“一變多”,可用通式“A→B+C”表示;化合反應(yīng)的特點(diǎn)是“多變一”,可用通式“A+B→C”表示。

三、創(chuàng)新考點(diǎn)
考點(diǎn)4.在潛水艇里制取氧氣方法的探究(探究性考點(diǎn))
在潛水艇里制取氧氣時(shí),要從以下幾個(gè)方面來考慮:一是要減沙自備能源的消耗,二是操作簡便易行,三是要減少污染和有毒物質(zhì)的排放。
四、例題解析
一、選擇題
例1 從安全、環(huán)保、節(jié)能、簡便等方面考慮,實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的最佳方法是( )。
A.通電使水分解:
B.過氧化氫催化分解:
C.高錳酸鉀加熱分解:
D.氯酸鉀加熱分解:
解析 觀察這四種獲取氧氣的方法。A需消耗電能,且同時(shí)生成的氫氣是極易燃?xì)怏w,易造成安全隱患;C、D均需在加熱條件下進(jìn)行,操作不簡便。因此,當(dāng)選C,常溫下的固液相混,方便快捷地制備氧氣。
答案 B
例2 NO是汽車尾氣中的一種大氣污染物,它是一種無色氣體,難溶于水,密度比空氣略大,在空氣中能與氧氣迅速反應(yīng)而生成紅棕色的 氣體。在實(shí)驗(yàn)室中,收集NO時(shí)可選用的集氣方法是( )。
A.排水集氣法
B.向上排空氣集氣法
C.向下排空氣集氣法
D.排水集氣法或向上排空氣集氣法
解析 據(jù)題干,分析出NO的性質(zhì),易與氧氣反應(yīng),難溶于水。由此,決定其收集方法。
答案 A
例3 下列關(guān)于催化劑的說法中,正確的是( )
A.加入催化劑能使反應(yīng)速率加快
B.不使用催化劑,物質(zhì)就不能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
C.使用催化劑可以增加生成物的質(zhì)量
D.使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率
解析 催化劑的作用是“改變”化學(xué)反應(yīng)的速率,既包括“加快”,又包括“減慢”,所以D正確,A錯(cuò)誤;催化劑不能決定化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生,對生成物的質(zhì)量也沒有影響,因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)前后催化劑本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不改變,故B、C都錯(cuò)誤。
答案 D
例4 其中最適宜在潛水艇里供給氧氣的反應(yīng)是( )
A.高錳酸鉀 錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
B.水 氫氣+氧氣
C.過氧化鈉+二氧化碳 碳酸鈉+氧氣
D.過氧化氫 水+氧氣
解析 潛水艇里供氧裝置應(yīng)簡單、方便、快捷,即不需要仿造實(shí)驗(yàn)室制O2的原理。A和D都是實(shí)驗(yàn)室常用的方法,B消耗電能,C沒有條件且CO2是人體呼吸呼出的主要?dú)怏w,方便。
答案 C
二、填空題
例5 實(shí)驗(yàn)室制氧氣時(shí),盛放固體反應(yīng)物的試管管口應(yīng)略 傾斜,鐵夾應(yīng)夾在試管的 部。給試管里的固體加熱,應(yīng)該先使試管在火焰上 (如果試管是固定的,可移動 ),試管均勻受熱后再將火焰固定在 的部位加熱。若用排水法收集氧氣,在準(zhǔn)備停止加熱時(shí),應(yīng)先 ,然后 ;若用排空氣法收集氧氣,集氣瓶口應(yīng)朝 ,因?yàn)?。
點(diǎn)撥與辨析:解本題時(shí),要注意,任何操作都是為了完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康,避免不安全隱患。如加熱固體藥品,試管口略向下傾斜,避免水珠倒流,炸裂試管;先使試管均勻受熱,再集中在藥品部位加熱,以免試管局部驟熱而破裂;反應(yīng)停止時(shí),先將導(dǎo)管從水槽中取出,再停止加熱,也是為了避免水倒流而使試管破裂。因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝饴源,所以裝滿氧氣的集氣瓶應(yīng)正放在桌上,以免泄露。
答:向下;上(1/3);預(yù)熱;酒精燈;盛放藥品;將導(dǎo)管從水槽中取出;熄滅酒精燈;上;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氧氣的密度比空氣大。
例6 某學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)室制氧氣實(shí)驗(yàn)時(shí),采用下圖所示裝置,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,發(fā)現(xiàn)試管炸裂,試分析造成此后果的可能原因。________________________________________________________________________________
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解析 該實(shí)驗(yàn)采用的是在試管中加熱固體物質(zhì)產(chǎn)生氣體,并用排水法收集氣體的一套組合裝置,因而分析試管破裂的原因應(yīng)從酒精燈的正確使用、固體物質(zhì)的加熱方法、排水集氣法收集氣體等方面進(jìn)行分析。
答案 給試管加熱時(shí),試管外壁有水珠沒擦干就加熱或沒預(yù)熱,直接加熱盛藥品部位,使試管局部驟熱;受高溫的試管底部碰著了酒精燈的燈芯;實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先撤去酒精燈,再使導(dǎo)管移出水槽,致使水倒流進(jìn)試管。以上錯(cuò)誤操作都有可能導(dǎo)致試管炸裂。
三、實(shí)驗(yàn)探究題
例7 某同學(xué)用下圖裝置制取氧氣,請回答:

(1)用高錳酸鉀制取和收集氧氣的裝置應(yīng)選用( ) (填序號);用雙氧水和二氧化錳制取和收集干燥的氧氣的裝置應(yīng)選用( ) (填序號);
(2)檢查裝置①氣密性的方法是:( ) ;
(3)裝置②試管口要略向下傾斜的原因是:( ) ;
(4)若用裝置④收集的氧氣不純,其原因可能是(請寫兩種原因):
① ( ) ;
② ( ) 。
解析 收集O2的方法用排水法或向上排氣法,干燥O2可用濃H2SO4,檢查氣密性時(shí)可采用液封法,然后注水觀察,收集O2時(shí)集氣瓶應(yīng)注滿水,且氣泡連續(xù)時(shí)收集較純。
答案 (1)②④或②⑤ ①③⑤ (2)用彈簧夾夾緊橡皮管,向長頸漏斗中注入水至長頸漏斗下端管口浸沒在液面以下,繼續(xù)加水,然后觀察長頸漏斗管中的液面高度是否變化,如果液面不下降則說明氣密性好(合理敘述也可) (3)防止冷凝水倒流使試管炸裂
(4)①過早收集,沒等導(dǎo)管口有連續(xù)且均勻的氣泡冒出就開始收集 ②收集前集氣瓶中的水沒有裝滿,留有氣泡
例8 實(shí)驗(yàn)室常用下列裝置制取氣體,我能根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。

(1)用A裝置制取某種氣體的一個(gè)化學(xué)方程式為 。
(2)實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液和二氧化錳粉末混合制取氧氣,我不選B而選用C做氣體發(fā)生裝置,其優(yōu)點(diǎn)是( ) 。
(3)汽車尾氣中一氧化氮是一種大氣污染物。它是一種無色氣體,難溶于水,密度比空氣略大,在空氣中能與氧氣迅速反應(yīng)生成紅棕色的二氧化氮?dú)怏w。實(shí)驗(yàn)室中制取一氧化氮彩的收集裝置是(填序號) 。
我認(rèn)為選擇氣體收集方法,從氣體性質(zhì)的角度需要考慮的因素是: , 。
(4)在醫(yī)院里給病人輸氧氣時(shí),在氧氣倒瓶和病人吸氧器之間連接一個(gè)類似右圖所示的裝置,在裝置中盛放大約半瓶蒸餾水,導(dǎo)氣管 (填“a”或“b”)端連接在供氧氣的鋼瓶上,該裝置的作用有(填寫一條)
解析 A裝置適合于固體加熱制氣體,藥品應(yīng)該是KmnO4(或KclO3與MnO2混合物),B和C裝置中,C可以控制反應(yīng)速率。收集氣體時(shí)主要從氣體的密度和溶解性考慮。
答案 2KmnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ (或2KclO3 2KCl+3O2↑)(2)能夠控制反應(yīng)的速率(或藥品用量)
(3)D 氣體的溶解性和密度 氣體與水和空氣成分量否反應(yīng) (4)a觀察是否有氧氣輸出(或觀察輸氧速率或增加氧氣的濕度)
例9 現(xiàn)有以下儀器,請回答下列問題:

(1)儀器⑤的名稱是( ) ;取用粉末狀固體必須用到的儀器是 ( ) (填序號)。
(2)如果用加熱KMnO4的方法制取氧氣,制氣裝置應(yīng)選儀器( ) (填序號)。
(3)如果用H2O2分解來制取氧氣,制氣裝置最好選用儀器 ( ) (填序號);其化學(xué)方程式為: ;這種裝置還可以用來制CO2,其收集氣體的方法為( ) 法。
(4)比較(2)和(3)兩種制取氧氣的方法,最好選用(3)中所用方法的原因是( ) 。
(5)把上面分解KMnO4制取氧氣的儀器裝配好后,檢驗(yàn)該裝置氣密性的操作方法為:( )
。(2008年肇慶市)
解析 凡是用固體加熱制氣體的,都可用裝置⑦。凡是用液體和固體混合不需加熱制氣體的,可用④⑤⑥組裝成制氣裝置。若用到長頸漏斗時(shí),可隨時(shí)添加藥品,且不需加熱,節(jié)約能源操作方便。
答案 (1)試管 ① (2)③⑦ (3)④⑤⑥ 2H2O2 2H2O+O2↑ 向上排空氣 (4)雙氧水分解產(chǎn)物沒有污染(或分解產(chǎn)物是水和氧氣),而高錳酸鉀分解產(chǎn)物有污染 (5)將導(dǎo)管插入水中,用手握住(或點(diǎn)燃酒精微熱)試管,如果導(dǎo)管口有少量氣泡逸出、放開手后能在導(dǎo)管中形成穩(wěn)定的水柱,則氣密性良好。



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