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考点3．氧气的制法(重难点)
(1)实验室制法
①原理：2KMn04=加热= 2K2MnO4+MnO2+O2 ↑ （a）
2KClO3 =加热/MnO2=2KCl+3 O2 ↑ （b）
2H202 =MnO2=2H20+2O2 ↑ （c）
②发生装置的选择
选择发生装置的依据是：反应物的状态和反应条件等.若选用原理(a)或(b)的反应,则选用典型的固体与固体反应且需要加热型的装置.
若选用原理(c)的反应,则选用典型的固体与液体反应且不需要加热型的装置.
③收集方法及检验、验满、存放
a.气体的收集方法是跟气体的性质密切相关的.选择气体收集方法的依据是：该气体的水溶性、密度以及该气体是否具有毒性,能否与空气或水反应等.
排水法：适用于难溶于水、或不易溶于水、且不与水发生化学反应的气体.此法收集的气体较为纯净,但含有水蒸气.
向上排空气法：适用于相同状况下,密度比空气大且不与空气中任何成分发生反应的气体.操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽.同时,应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片,以便稳定气流.此法收集的气体较为干燥,但纯度较低.
向下排空气法：适用于相同状况下,密度比空气小且不与空气中任何成分发生反应的气体.操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽.此法收集的气体较为干燥,但纯度较低.
由于氧气不易溶于水,且不与水反应,所以可以用排水法收集；又由于氧气的密度比空气略大,且不与空气中任何成分发生反应,因而还可以用向上排空气法收集.用排水法收集的氧气比较纯净,而用向上排空气法收集的氧气比较干燥.
b.检验：将带火星的木条伸人集气瓶中,若木条复燃,证明该气体是氧气.
c.验满和存放：用排水法收集气体时,当有气泡从集气瓶口边缘冒出时,表明气体已收集满.用向上排空气法收集氧气时,将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若木条复燃,表明气体已收集满.收集满氧气的集气瓶要用玻璃片盖住并正放在桌面上.
④实验步骤
若选用原理(a)或(b)的反应,用排水法收集氧气,其实验步骤可以概括为“查”、“装”、“定”、“点”、“收”、“离”、“熄”个字,可用谐音记忆：“茶”、“庄”、“定”、“点”、“收”、“利”、
“息”.
若选用原理(c)的反应,用排水法收集氧气,其实验步骤为：连接仪器；检查装置的气密性；加入药品；收集、检验、验满、存放.制取任何气体之前,都应先检查装置的气密性,原理是利用气体受热膨胀,遇冷收缩,在装置内外产生压强差.操作方法是：先连接好仪器,然后把导管的一端浸入水里,两手紧贴容器的外壁,如果装置不漏气,里面的空气受热膨胀,导管口有气泡冒出.松开两手,冷却后,导管中形成一段水柱.
不能先装入药品再检查装置的气密性.
⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时的注意事项
a．试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气再冷凝成水珠倒流回试管底部,使试管炸裂.
b．试管内导管稍微露出橡皮塞即可,便于气体排出.
c．药品要斜铺在试管底部,以增大受热面积.
d．铁夹要夹在离试管口1／3处.
e．要用酒精灯的外焰对准药品部位加热；加热时要先将酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准放药品部位加热.
f．用排水法收集氧气时,集气瓶充满水后倒置于水槽中(瓶口要在水面下),导管伸到瓶口处即可；用向上排空气法收集氧气时,集气瓶正放,导管口要接近集气瓶底部.
g．用排水法时,应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集,否则收集的气体中混有空气.当集气瓶瓶口有气泡冒出时,证明气体已集满.
h．停止反应时,应先把导管从水槽里拿出,再熄灭酒精灯 (防止水倒流到试管中导致试管炸裂).
i．用高锰酸钾制取氧气时,试管口应放一团棉花.
⑥实验室用过氧化氢制取氧气时的注意事项
a．用长颈漏斗时,其末端伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出.
b．导气管只需略微伸出橡胶塞.
c．装药品时,先装固体后装液体.固体药品放在试管、烧瓶、锥形瓶、广口瓶等容器中,液体从长颈漏斗(或分液漏斗)加入.
d．在加热过氧化氢(双氧水)的实验中,由于5％过氧化氢溶液加热时有大量的水蒸气和少量的氧气共同逸出,带火星的木条比较难复燃,可将制得的气体先干燥,再检验.
(2)工业制法——分离液态空气
实验室制取氧气,要求反应快、操作简便、便于收集等,但成本高,无法大量生产.工业制取氧气,要求原料廉价易得、成本低廉、能够大量生产、对环境无污染等.
①方法：分离液态空气法
②原料：空气
③原理：根据氧气、氮气的沸点不同,将空气降温加压,使其液化,然后蒸发,得到氮气和液态氧：在该变化前后,没有新物质生成,属于物理变化.
④贮存：加压到1．5×104 kPa,并贮存在蓝色的钢瓶中.
除分离液态空气外,工业上还可以用膜分离技术得到含氧90％以上的富氧空气,广泛应用于医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等.
(3)自然界中氧气的主要来源——绿色植物的光合作用
二氧化碳+水 葡萄糖+氧气
绿色植物的光合作用维持着自然界中氧气的平衡.
考点3．氧气的制法(重难点)
(1)实验室制法
①原理：2KMn04=加热= 2K2MnO4+MnO2+O2 ↑ （a）
2KClO3 =加热/MnO2=2KCl+3 O2 ↑ （b）
2H202 =MnO2=2H20+2O2 ↑ （c）
②发生装置的选择
选择发生装置的依据是：反应物的状态和反应条件等.若选用原理(a)或(b)的反应,则选用典型的固体与固体反应且需要加热型的装置.
若选用原理(c)的反应,则选用典型的固体与液体反应且不需要加热型的装置.
③收集方法及检验、验满、存放
a.气体的收集方法是跟气体的性质密切相关的.选择气体收集方法的依据是：该气体的水溶性、密度以及该气体是否具有毒性,能否与空气或水反应等.
排水法：适用于难溶于水、或不易溶于水、且不与水发生化学反应的气体.此法收集的气体较为纯净,但含有水蒸气.
向上排空气法：适用于相同状况下,密度比空气大且不与空气中任何成分发生反应的气体.操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽.同时,应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片,以便稳定气流.此法收集的气体较为干燥,但纯度较低.
向下排空气法：适用于相同状况下,密度比空气小且不与空气中任何成分发生反应的气体.操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽.此法收集的气体较为干燥,但纯度较低.
由于氧气不易溶于水,且不与水反应,所以可以用排水法收集；又由于氧气的密度比空气略大,且不与空气中任何成分发生反应,因而还可以用向上排空气法收集.用排水法收集的氧气比较纯净,而用向上排空气法收集的氧气比较干燥.
b.检验：将带火星的木条伸人集气瓶中,若木条复燃,证明该气体是氧气.
c.验满和存放：用排水法收集气体时,当有气泡从集气瓶口边缘冒出时,表明气体已收集满.用向上排空气法收集氧气时,将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若木条复燃,表明气体已收集满.收集满氧气的集气瓶要用玻璃片盖住并正放在桌面上.
④实验步骤
若选用原理(a)或(b)的反应,用排水法收集氧气,其实验步骤可以概括为“查”、“装”、“定”、“点”、“收”、“离”、“熄”个字,可用谐音记忆：“茶”、“庄”、“定”、“点”、“收”、“利”、
“息”.
若选用原理(c)的反应,用排水法收集氧气,其实验步骤为：连接仪器；检查装置的气密性；加入药品；收集、检验、验满、存放.制取任何气体之前,都应先检查装置的气密性,原理是利用气体受热膨胀,遇冷收缩,在装置内外产生压强差.操作方法是：先连接好仪器,然后把导管的一端浸入水里,两手紧贴容器的外壁,如果装置不漏气,里面的空气受热膨胀,导管口有气泡冒出.松开两手,冷却后,导管中形成一段水柱.
不能先装入药品再检查装置的气密性.
⑤实验室用高锰酸钾制取氧气时的注意事项
a．试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气再冷凝成水珠倒流回试管底部,使试管炸裂.
b．试管内导管稍微露出橡皮塞即可,便于气体排出.
c．药品要斜铺在试管底部,以增大受热面积.
d．铁夹要夹在离试管口1／3处.
e．要用酒精灯的外焰对准药品部位加热；加热时要先将酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准放药品部位加热.
f．用排水法收集氧气时,集气瓶充满水后倒置于水槽中(瓶口要在水面下),导管伸到瓶口处即可；用向上排空气法收集氧气时,集气瓶正放,导管口要接近集气瓶底部.
g．用排水法时,应注意当气泡从导管口连续、均匀地放出时再收集,否则收集的气体中混有空气.当集气瓶瓶口有气泡冒出时,证明气体已集满.
h．停止反应时,应先把导管从水槽里拿出,再熄灭酒精灯 (防止水倒流到试管中导致试管炸裂).
i．用高锰酸钾制取氧气时,试管口应放一团棉花.
⑥实验室用过氧化氢制取氧气时的注意事项
a．用长颈漏斗时,其末端伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出.
b．导气管只需略微伸出橡胶塞.
c．装药品时,先装固体后装液体.固体药品放在试管、烧瓶、锥形瓶、广口瓶等容器中,液体从长颈漏斗(或分液漏斗)加入.
d．在加热过氧化氢(双氧水)的实验中,由于5％过氧化氢溶液加热时有大量的水蒸气和少量的氧气共同逸出,带火星的木条比较难复燃,可将制得的气体先干燥,再检验.
(2)工业制法——分离液态空气
实验室制取氧气,要求反应快、操作简便、便于收集等,但成本高,无法大量生产.工业制取氧气,要求原料廉价易得、成本低廉、能够大量生产、对环境无污染等.
①方法：分离液态空气法
②原料：空气
③原理：根据氧气、氮气的沸点不同,将空气降温加压,使其液化,然后蒸发,得到氮气和液态氧：在该变化前后,没有新物质生成,属于物理变化.
④贮存：加压到1．5×104 kPa,并贮存在蓝色的钢瓶中.
除分离液态空气外,工业上还可以用膜分离技术得到含氧90％以上的富氧空气,广泛应用于医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等.
(3)自然界中氧气的主要来源——绿色植物的光合作用
二氧化碳+水 葡萄糖+氧气
绿色植物的光合作用维持着自然界中氧气的平衡.