中考化學氧氣的制取考點解題方法技巧
氧氣的制取是初中化學的重點,也是歷年中考的熱點。我們不僅要學好氧氣制取的知識,而且要觸類旁通,逐步掌握實驗室制取氣體的一般思路和方法。下面就是小編給大家?guī)淼闹锌蓟瘜W氧氣的制取考點解題方法技巧,希望大家喜歡!
一、藥品選用
例1:化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學,化學所取得的豐碩成果與實驗的重要作用是分不開的。下面四種途徑都可以得到氧氣:
寫出實驗室中通過甲、乙兩種途徑制取氧氣的化學方程式:
甲______________________;乙________________。
化學實驗的綠色化就是以綠色化學的理念和原則來指導實驗工作。從實現(xiàn)原料和反應(yīng)過程的綠色化考慮,你認為在中學化學實驗室中,甲、乙、丙三種制取氧氣的途徑中,_____________(填“甲”“乙”或“丙”)途徑更能體現(xiàn)化學實驗的綠色化追求。
解析:在實驗室里,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。由于過氧化氫分解的產(chǎn)物是氧氣和水,對環(huán)境無污染,加之過氧化氫本身無毒、無害,故相比之下,通過分解過氧化氫溶液制取氧氣更符合化學實驗的綠色化要求。
點撥:綠色化學又稱環(huán)境友好化學,其核心就是利用化學原理從源頭消除污染。解答本題的關(guān)鍵是讀懂題給信息,理解化學實驗綠色化的含義。
二、實驗裝置
例2:請根據(jù)圖示回答下列問題:
(1)寫出圖中標號的儀器名稱:①_____________,②_____________。
(2)實驗室欲用高錳酸鉀制取氧氣,應(yīng)選擇的氣體發(fā)生裝置是_____________,產(chǎn)生氧氣的化學方程式為_____________。
(3)已知過氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色固體,常溫下可與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣。如果在實驗室中用過氧化鈉和水反應(yīng)來制取一瓶干燥的氧氣,選用裝置是_______。
(4)通過上述兩種制取氧氣的方法所選用發(fā)生裝置的對比,你覺得選擇氣體發(fā)生裝置應(yīng)考慮的因素是______________________________。
(5)裝置A和C都可以作為實驗室制取同種氣體的發(fā)生裝置,A和C相比,具有哪些優(yōu)點?(答出一條即可)_____________________________。
解析:用高錳酸鉀制取氧氣時,因高錳酸鉀是固體,且反應(yīng)需要加熱,因此應(yīng)選B裝置作為發(fā)生裝置。過氧化鈉和水反應(yīng)時,因過氧化鈉是固體,水是液體,二者常溫下便可反應(yīng),不需要加熱,因此應(yīng)選A或C作為發(fā)生裝置。用排水法收集到的氧氣中含有一定量的水蒸氣,故要得到干燥的氧氣就得用向上排空氣法收集。從原理上看,A和C是同一類型的裝置,但A裝置中使用了分液漏斗,可隨時添加液體藥品,而且可以通過調(diào)整滴加液體的快慢來控制反應(yīng)的速率。
答案:(1)錐形瓶,酒精燈;(2)B,2KMnO4
K2MnO4 + MnO2 + O2↑;(3)A、E(或C、E);(4)藥品的狀態(tài)和反應(yīng)條件;(5)便于添加液體反應(yīng)物,控制反應(yīng)速率。
點撥:初中化學中制取氣體的典型發(fā)生裝置有兩套,即固體加熱裝置和固液反應(yīng)不需加熱裝置,究竟選用哪種裝置制取氣體,由反應(yīng)物的狀態(tài)及反應(yīng)條件決定。氣體的收集方法由氣體的溶解性及氣體的密度決定。選擇時要緊扣實驗?zāi)康摹?/p>
三、操作步驟
例3: 下圖是實驗室用高錳酸鉀制取并收集氧氣的實驗裝置圖,下列關(guān)于氧氣制取和收集的實驗操作錯誤的是( )。
A. 往試管里裝藥品前必須檢驗裝置的氣密性
B. 給試管里的藥品加熱前要先給試管預(yù)熱
C. 要等到氣泡連續(xù)均勻放出才能開始收集氣體
D. 實驗結(jié)束時,應(yīng)先熄滅酒精燈,然后把導管口移出水面
解析:按照正確的步驟進行操作是取得試驗成功的重要保證,也是確保實驗安全的需要。無論制取任何氣體,都應(yīng)該先檢查裝置的氣密性,只有在裝置不漏氣的前提下才能加藥品。加熱后,試管中原先含有的空氣首先逸出,若收集過早,得到的氧氣不純。實驗結(jié)束時,如果先熄滅酒精燈,后從水槽中撤出導管,此時溫度降低,試管中的壓強減小,水槽中的水會倒流入試管,致使試管破裂。
答案:D。
點撥:做實驗時,必須按照規(guī)定的步驟和方法進行,不得隨意顛倒先后順序。學習中要善于總結(jié)、歸類,如制取氣體時應(yīng)該先檢查裝置的氣密性然后加藥品,剛開始產(chǎn)生的氣體一般不宜立即收集等。
四、氣體檢驗
例4: 小雨對爸爸給患病的奶奶購買的“便攜式制氧器”產(chǎn)生了濃厚的興趣,他仔細閱讀說明書,了解了它的工作原理和所用的藥品。在老師的指導下,小雨用過碳酸鈉固體和二氧化錳做如下實驗,請你一并參與。
【查閱資料】過碳酸鈉溶于水時,生成碳酸鈉和過氧化氫,可用于制取氧氣。
【設(shè)計與實驗】
(1)組裝氣體發(fā)生裝置時應(yīng)選擇上圖中所示的儀器_____(填字母),理由是___________。
(2)氧氣具有的性質(zhì)是_____________,可用_____________法收集。
(3)如何驗證收集到的氣體是氧氣?(簡述實驗操作與現(xiàn)象)____________。
解析:氣體的檢驗方法是由氣體的性質(zhì)決定的。氧氣具有助燃性,能使其他物質(zhì)燃燒得更旺,因此可用帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi)檢驗,觀察木條是否復(fù)燃。
答案:(1)ABCFG或ACEG,反應(yīng)物是固體和液體且反應(yīng)不需要加熱;(2)不宜溶于水且不與水反應(yīng),排水;(3)將帶火星的木條伸入集氣瓶內(nèi),木條復(fù)燃。
點撥:解答時要認真審題,弄清題目要求,本題中尤其要注意氣體的驗證與驗滿是兩個不同的操作。
五、結(jié)果分析
例5 “化學反應(yīng)條件的控制是實驗靈魂。”某?;瘜W興趣小組在老師指導下,進行了“影響雙氧水分解因素”的實驗。請你幫助回答下列問題。
(1)取兩只大試管,分別倒入適量的6%、15%的雙氧水,再加入等量的MnO2,各收集一小試管氣體,發(fā)現(xiàn)濃度大的先收集滿??梢娪绊戨p氧水分解的因素是___________。
(2)取a、b兩支試管加入等體積6%的雙氧水,再分別加入少許MnO2粉末、CuO粉末,發(fā)現(xiàn)a中比b中產(chǎn)生氣泡多且快。隨即用帶火星的木條分別懸空伸入試管內(nèi),發(fā)現(xiàn)a中火星復(fù)燃,b中火星僅發(fā)亮但不復(fù)燃。由此得出影響雙氧水分解的因素是___________。
(3)再取一支試管倒入適量6%的雙氧水,仔細觀察溶液內(nèi)有少量細小氣泡浮起;然后將該支試管浸入約80℃的熱水中,溶液氣泡明顯增多。分析兩者現(xiàn)象差異的原因是________。
解析:用控制變量法可以解決多變量的復(fù)雜問題。所謂控制變量法是指在研究某個變量的影響時,只改變這個量的大小,保持其他量不變,確定這個變量的變化對問題有何具體影響,從而解決所要研究的問題。
(1)在加入等量的同種催化劑(MnO2)后,收集到相同體積的氧氣用15%的雙氧水所需的時間短,可見雙氧水的濃度越大,反應(yīng)速率越大。
(2)向等體積同濃度(6%)的雙氧水中分別加入MnO2粉末和CuO粉末,同時用帶火星的木條檢驗,發(fā)現(xiàn)放MnO2粉末的試管中木條復(fù)燃,說明MnO2對雙氧水分解的催化作用更強。
(3)用6%的雙氧水做實驗,溫度升高,溶液內(nèi)氣泡明顯增多,這表明溫度越高,雙氧水分解的速率越大,即單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣越多。
答案:(1)雙氧水的濃度;(2)催化劑的種類;(3)溫度越高,雙氧水分解的速率越大。
點撥:在掌握氧氣制取的基礎(chǔ)上,要學會對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果進行分析。當實驗結(jié)果受到多種因素影響時,應(yīng)采取控制變量的方法加以研究,唯有如此才能得出正確的結(jié)論。
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