氧气的制取
【知识掌握】
1. 掌握实验室制取氧气的方法、药品、基本原理、实验装置、检验方法、验满方法、操作步骤、注意事项；
2. 理解气体制取装置（发生装置、收集装置）的选择依据，并会解决具体问题。
【知识点精析】
一. 实验室制取氧气的反应原理
1. 药品：①过氧化氢溶液 ②高锰酸钾 ③氯酸钾
2. 反应原理：
二氧化锰①文字表达式：过氧化氢 水 + 氧气
符号表达式：
加热②文字表达式：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
符号表达式：
二氧化锰③文字表达式：氯酸钾氯化钾+氧气
符号表达式：
3. 催化剂和催化作用：
（1）催化剂：在化学反应里能改变其它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改变的物质。（一变两不变）
（2）催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用。
4. 化学反应的分类：化学反应可以分为化合反应、分解反应等。
分解反应：由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应。（一变多：X →A+B+……）
化合反应：两种或两种以上物质生成一种其他物质的反应。（多变一：A+B+……→Ｘ）
二. 氧气的实验室制法：
1. 用高锰酸钾制取氧气的实验步骤（过氧化氢溶液制取氧气略）
−−−−→−−→−−−−−→
（1）检查装置的气密性：
方法：如图所示，用带导管的橡皮塞塞住试管口，将导管的另一端插入盛水的烧杯中，
用手握紧试管，如果导管口有气泡放出，说明装置不漏气。
原理：如果装置不漏气，里面的空气会受热膨胀沿导管放出。
（2）向试管中装入药品：
方法：用纸槽取一定量的高锰酸钾小心装入试管，均匀铺平在试管的底部。在试管口塞
一团棉花后再塞上带有导管的塞子。
原因：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
（3）固定试管：
方法：将试管口略向下倾斜，铁夹夹在离试管口1/3处，将试管固定在铁架台上。
原因：防止加热时产生的冷凝水倒流到热的试管底部，使试管炸裂。
（4）给试管加热：
方法：点燃酒精灯，先将火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后再集中在药
品处加热。
原因：防止试管因受热不均匀而炸裂。
（5）收集气体：
①向集气瓶中装水排空气：
方法：将集气瓶盛满水，瓶中不能留有气泡，从瓶口旁边将玻璃片推盖好将它们一起倒
立在盛水的水槽中。
原因：防止收集的气体不纯。
②开始收集气体
方法：当导管口有连续均匀的气泡放出时，再把导管伸入盛满水的集气瓶口。
原因：开始排出的气体是装置内的空气，不能收集。否则会造成收集的氧气不纯。
（6）停止加热：
方法：先把导管撤离水面，然后再熄灭酒精灯。
原因：如果先熄灭酒精灯，试管内的温度降低，气压减小，水就会沿着导管倒流入热的
试管中，使试管骤然遇冷而炸裂。
排水集气法：因为氧气不易溶于水，所以用排水集气法。
2. 氧气的收集方法：
向上排空气集气法：因为氧气的密度比空气略大，
所以用向上排空气集气法。
3. 氧气的检验、验满及放置：
检验：用带火星的木条伸入集气瓶中，如果木条复燃，证明是氧气。
验满：用带火星的木条移近集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已收集满。
放置：由于氧气的密度比空气大，所以盖上玻璃片后，瓶口应向上正立放在桌面上。
三. 工业上制取氧气：
1. 物理变化
2. 过程： 氮气（—196℃）沸点低先变为气体
−−−→ 空气−−→− 空气−
（气态） （液态） 氧气（—183℃）沸点高仍为液体→加压储存于蓝色钢瓶中
加压降温蒸发
【解题方法指导】
例题1. 现有如下仪器或装置，供你选择：
（1）实验室可选用加热高锰酸钾固体制备氧气，其发生装置可选择 （填字母）， 请你分析不用F 装置收集氧气的原因 。判断氧气已收集满的方法是 。
（2）B 装置也能制取O 2， 写出用此装置制O 2的文字表达式 。 解题思路：气体的实验室制取思路要考虑
①反应原理，即要研究在实验室条件下（如常温、加热、加催化剂等）可用什么药品，其状态怎样，通过什么反应来制取这种气体。
②实验装置（发生装置和收集装置）。
③如何验证制得的气体就是所要制的气体。
本题中高锰酸钾为固体且需加热所以要选A 装置，而氧气可用排水集气法或向上排空气集气法收集。F 装置中的导气管太短不利于将瓶内空气赶尽。B 装置适用于液体和固体反应且不需加热，所以可用于双氧水制取氧气。
解：（1）、A ，F 装置中的导气管太短不利于将瓶内空气赶尽。将带火星的木条移近集气瓶口，如果复燃则说明已收集满。
二氧化锰 （2）、过氧化氢 水 + 氧气
思维方法与技巧：
学会总结规律在我们的学习中是很重要的。
对于反应物为固与固，反应条件为加热的，发生装置应选取A ；反应物为固与液，反应条件是不需要加热的应选B ，气体不易或难溶于水的收集时应选C ，若气体不与空气中各成分反应且密度比空气大的应选D ，密度小的应选E 。因此熟练的掌握实验室制氧气的正确装置图及注意事项就能很好的解答此类试题。 −−−−→
例题2. 在二氧化锰作催化剂的条件下，加热氯酸钾也可制取氧气。如图所示，用以实验室加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物来制取氧气
（1）指出装置图中的标号的仪器名称：
（2）实验时应注意：
①实验前要检查装置的 性, 其方法是
②试管口要塞一小团棉花, 其目的是
③停止加热时, 先要 , 然后再 。
（3）为什么可选用氯酸钾和高锰酸钾的混合物加热制取氧气。
（4）攀登珠穆朗玛峰的运动员需要自带大量的氧气，能否用此法给运动员供氧？简述理由。
解题思路：给混合物加热，由于高锰酸钾反应所需的温度较低，受热分解生成的二氧化锰可作氯酸钾分解的催化剂。，虽然该反应有氧气生成，但由于反应需加热，操作不方便，因此不能用来给运动员供氧。
解：（1）试管 铁架台 集气瓶 水槽
（2）①气密，用手捂住试管，一段时间后再松开②防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管③从水槽中取出导管，熄灭酒精灯
（3）高锰酸钾生成的二氧化锰可作氯酸钾受热分解的催化剂
（4）不能。反应需要加热，操作不方便，运动员负重爬山很困难
思维方法与技巧：此题综合考查了实验装置、实验步骤、反应原理及与实际生活的联系等多方面的知识，平时要注重知识的迁移及应用能力的培养提高。
例题3. 如图所示。用此装置收集干燥某气体并对它吸收处理。由图中实验装置推 测出的该气体的有关性质正确的一组是
解题思路：在没有收集气体前，集气瓶内充满空气，瓶内空气和多余的气体将通过长导管排出。如果该气体的密度比空气大，将会沉降在瓶底，通过长导管排出而无法收集到；多余的气体用水来吸收处理，且与水面接触面积很大，说明该气体极易溶于水，如果用导管伸入水中，由于气体极易溶于水使瓶内压强减小而形成倒吸现象。
解：B
思维方法与技巧：通过综合运用物理、化学知识来解答。
例题4. 下列说法中，正确的是
A. 工业上用分离液态空气的方法制取氧气，该过程属于分解反应
B. 用排水集气法收集氧气时，看到导气管口有气泡冒出水面，就立即收集
C. 氧气密度比空气略大，因此用排水法收集氧气
D. 用向上排空气法收集氧气时，把带火星的小木条接近瓶口，木条重新燃烧，证明氧气已经收集满
解题思路：分离液态空气制取氧气是一种物理变化，没有发生化学变化，当然也就不是分解反应。用排水法收集氧气时，开始冒出的气体是空气，不能收集。氧气的密度比空气的密度略大，故可用向上排空气法收集氧气。而可用排水法收集氧气是因为氧气不易溶于水。氧气能使带火星的小木条复燃，用此方法可以检验氧气是否收集满。
解：D
思维方法与技巧：根据有关概念和现象来进行判断。
【考点突破】
【考点指要】
实验室制取氧气是初中气体制取里最受关注的。历年中考都以此为重点，命题角度多样，选择题、填空题、综合实验题等均有体现。
它依据实验原理，选择仪器、药品、组装实验装置或实验装置的顺序进行气体的发生、收集、检验，并会相关知识的解释，图文结合，思考容量较大，具有较强的综合性。
【典型例题分析】
例题5. （福州中考）马强和几位同学在实验室用下列装置制取几种气体
（1）写出图中标有①、②的仪器名称：① ②
（2）马强用高锰酸钾制取氧气。他选择上述装置中的A 和 或 （填字母）进行组装。你认为A 装置中还缺少 。写出该反应的符号表达式 。
（3）陈超同学用过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气，其中二氧化锰起 作用。 实验结束后，陈超问：“我用带火星的木条伸入集气瓶中，为什么不会复燃？”请你帮助陈超推测导致这种现象的原因 。（写一个）
（4）实验室选用B 和C 装置可制取的气体是 （答一种），写出实验室制取该气体的符号表达式 。
分析：用高锰酸钾制取氧气应选取A 装置，但A 装置的试管中缺少一团棉花。用过氧化氢制取氧气用二氧化锰作催化剂，使过氧化氢的分解速率加快。二氧化锰在这个反应中作催化剂并不是说它只能作催化剂，也可以作反应物，在高锰酸钾分解中二氧化锰就是产物，这点要清楚。对于实验的效果没有达到预期的原因要会分析，实际上就是要掌握正确的实验操作。
答案：（1）①试管 ②酒精灯
加热（2）C 或D ；一团棉花。KMnO 4 K 2MnO 4 + MnO2 +O2
（3）催化；装置漏气没有收集到氧气（或反应物的量不够或收集的氧气不纯）
M n O 2（4）氧气 H 2O 2 H 2O + O2 −−→−−−−→