資源簡介

(共32張PPT)
滬教版化學九年級上冊
第二章 空氣和水資源
第3節 氧氣的制備（1）
你已經知道什么？
醫院里供氧要大量氧氣，動植物呼吸無
時無刻都需要氧氣，既然這樣，空氣中
的氧氣會不會大幅減少呢？
通常情況下，空氣中氧氣的含量不會大幅減少，這是因為綠色植物的光合作用所產生的氧氣，彌補了自然界中氧氣的消耗，使空氣中氧氣的含量保持恒定。這就是自然界中的氧循環（圖 2-10）。
歸納：氧氣的制取方法
自然界中植物通過光合作用產生氧氣
1
你能寫出光合作用的文字表達式嗎？
自然界中植物通過光合作用產生氧氣
1
生活、醫療中有很多地方要
大量使用氧氣，總不能全靠
植物的光合作用吧！
歸納：氧氣的制取方法
工業制取氧氣——分離液態空氣法
2
交流與討論
在分離液態空氣制取氧氣時，一般先將空氣除塵凈化，除去二氧化碳和水蒸氣，獲得凈化后的氮氣和氧氣的混合物。
已知在 1.01×105Pa 時，氧氣的沸點為 - 183℃，氮氣的沸點為 - 196℃。請和同學討論從該混合物中獲取氧氣的方案。
在低溫、加壓的條件下，空氣被液化。將溫度控制在氮氣與氧氣的沸點之間，將沸點較低的液態氮先蒸發出來，剩下的就是沸點較高的液態氧。液態氧一般儲存在鋼瓶里，以便運輸和使用。
原理：利用液態空氣中液
態氮和液態氧的沸點不同
物理變化
聯想與啟示
空氣是工業上制取氧氣價廉易得的原料，但上述過程需消耗大量的能量，儲存和運輸也不方便。隨著科學技術的進步，工業制氧氣的方法也有了新的發展。請你查閱資料并與同學交流，提出一種制取氧氣的新思路、新工藝。
隨著科學技術的發展，出現了許多新的工業制氧氣的方法。例如，在一定壓力下，讓空氣通過特殊薄膜或多孔性材料（如分子篩），將氧氣和氮氣分離，可以得到高純度的氧氣，據此原理生產的制氧設備在危重病人的救護過程中發揮了重要作用。
氣體膜分離技術是利用不同種類的氣體分子在通過特定薄膜時滲透速率不同的性質，從而達到分離的目的。滲透速率大的氣體穿透薄膜而得到富集，滲透速率小的氣體則被截留。使用膜分離制氧機時，空氣透過特定薄膜，氧氣和氮氣在膜的兩側分別富集。
空氣→壓縮機→氣水分離器→空氣干燥→過濾裝置→膜分離組件→氧氣
（其他氣體從膜分離組件排出 ）
分子篩是一種具有均勻微孔結構的材料，有很強的吸附能力，能把不同的分子分離開，起到 “篩分” 分子的作用，故稱為分子篩。分子篩制氧機是利用分子篩特殊的吸附能力和解吸技術，加壓時吸附空氣中的氮氣、二氧化碳氣體，將未被吸收的氧氣收集起來，經過凈化處理后即成為高純度的氧氣；在減壓條件下，分子篩將所吸附的氮氣、二氧化碳氣體排放回空氣中，再加壓又可繼續吸附空氣中的氮氣、二氧化碳氣體以獲得氧氣。
（流程圖：空氣→壓縮機→過濾器→冷干機→過濾器→緩沖罐→制氧主機→工藝緩沖罐→氧氣 ）
在實驗室中，我們就必須
用實驗室制法來制取氧氣了。
歸納：氧氣的制取方法
實驗室制取氧氣
3
應選用怎樣的藥品
？又該如何設計實
驗方案呢？
物質制備的要求
利用化學反應制備物質，應選擇價廉易得的物質為原料；物質制備的裝置要安全可靠，物質制備反應的條件要便于控制，生成物要易于分離和收集；物質制備過程中能源的消耗要盡可能少，要盡量避免對環境造成不利的影響。
實驗室制取氧氣
├─ 藥品
│ ├─ 必須含有氧元素
│ ├─ 環保
│ └─ 價格便宜
└─ 制取方案
├─ 原料、條件的最佳經濟效益原則
├─ 過程方法的最簡便易行原則
└─ 原料、過程、產品的綠色環保原則
藥品的選擇
汞俗稱水銀，是有毒性的，不適合用來制取氧氣。
通電需要耗費電資源，不節能，也不適用于實驗室制氧。
在實驗室，我們通常選用這三種原理進行氧氣的制取。今天我們先來學習用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣。
O2
MnO2
K2MnO4
KMnO4
閱讀教材第54頁，觀察圖，然后完成下列填空。
藥品
反應物狀態
實驗原理
高錳酸鉀
紫黑色的晶體
發生裝置
固體加熱型
收集裝置
排水集氣法
氣體的收集方法
收集某種氣體的方法，主要取決于這種氣體的性質。例如，不與空氣反應的氣體，密度比空氣大的用向上排空氣集氣法收集（圖 2 - 16a），密度比空氣小的用向下排空氣集氣法收集（圖 2 - 16b）。不易溶于水、不與水反應的氣體可以用排水集氣法收集（圖 2 - 16c）。
【實驗步驟】
（2）裝藥品
（4）點燃酒精燈加熱
（5）收集氣體
（6）把導管移出水面
（3）固定裝置
（7）熄滅酒精燈
（1）連接裝置，檢查裝置氣密性
諧音巧記：
茶莊定點收利息
方法導引
高錳酸鉀分解制氧氣實驗的注意事項
檢查裝置的氣密性。
在試管口放置一小團棉花，防止高錳酸鉀粉末進入導管造成堵塞或污染水槽。
氣體收集完畢時，應先將導管移出水面，再熄滅酒精燈，以免因試管內壓強減小而產生倒吸現象。
【實驗現象】
導管口有氣泡不斷冒出，將導管放入到集氣瓶中，集氣瓶中的水減少，氣體不斷增多，直至充滿整個集氣瓶。
【驗證方法】
把帶火星的木條伸入集氣瓶內，木條復燃。
（1）用排水法收集：當集氣瓶沒有水只有氣體，證明已收集滿。
（2）用向上排空氣法收集：將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，證明已收集滿。
【驗滿方法】
蓋上毛玻璃片，正放在桌子上。
【放置方法】
例 實驗室可通過加熱高錳酸鉀固體制取氧氣，下列實驗操作正確的是（　　）
A．組裝好裝置后，檢查裝置氣密性
B．加入藥品后，直接將酒精燈火焰對準藥品加熱C．水槽中有氣泡冒出時，立即收集氣體
D．實驗結束時，先移走酒精燈再從水槽移出導管
氧氣的實驗室制法
A
素養考點 1
C
2．在進行“氧氣的實驗室制取與性質”實驗時，某同學制得的氧氣不純。你認為可能的原因是（　　）
A．用排水法收集時O2 ，集氣瓶裝滿水
B．用向上排空氣法收集O2 時，導管伸入到集氣瓶的
底部
C．用排水法收集O2 時，導管口冒出氣泡，立即收集
D．用排水法收集O2 ，收集滿后，在水下蓋上玻璃片
這是什么裝置？
嗨！剛學過，高錳酸鉀分解
制取氧氣！
這兩個裝置有差異嗎？
催化劑，我們留到下節課學習
下 課
Thanks!
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