中考化学氧气的制法复习指导

一、工业制氧——分离液态空气

在低温条件下加压，使空气转化为液态，随后蒸发。液态氮的沸点低于液态氧，因此氮气会率先从液态空气中蒸发，剩余的就是液态氧了。这个过程不仅技术含量高，而且效率颇佳，是现代工业制氧的主要方法之一。

二、实验室制氧方法

实验室制取氧气时，需要从药品选择、反应原理、设备配置、气体收集方式、操作流程以及检验和验满等多个方面进行综合考量。

1. 药品选择：常用的制氧药品包括过氧化氢、二氧化锰、高锰酸钾和氯酸钾。

2. 反应原理

- 过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气：\[2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\]

- 高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气：\[2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\]

- 氯酸钾在二氧化锰催化下加热分解生成氯化钾和氧气：\[2KClO_3 \xrightarrow{MnO_2} 2KCl + 3O_2\]

3. 实验装置

- 发生装置的选择依据：反应物的状态（固态或液态）、生成物的状态（固态或气态）以及反应条件（加热或常温）。

- 收集装置的选择依据：气体的水溶性（易溶或不易溶）和气体的密度（比空气重或轻）。

三、气体收集方法

- 排水集气法：适合于难溶于水或不溶于水且不与水发生化学反应的气体。此方法收集的气体较为纯净。当有气泡从集气瓶口边缘冒出时，表明气体已收集满。

- 向上排空气法：适合于密度比空气大的气体。操作时需将导管口伸至接近集气瓶底部，以排除瓶内的空气，确保气体干燥。同时，在瓶口处盖上玻璃片，以保持气体流动的稳定性。此方法收集的气体较为干燥，但纯度较低，需进行验满。

- 向下排空气法：适用于密度比空气小的气体。操作同样需将导管口伸至接近集气瓶底部，以排除瓶内的空气，确保气体干燥。同时，在瓶口处盖上玻璃片，以保持气体流动的稳定性。此方法收集的气体较为干燥，但纯度较低，需进行验满。

四、操作步骤

以实验室使用高锰酸钾制取氧气并采用排水法收集为例，可总结为“查”、“装”、“定”、“点”、“收”、“离”、“熄”七个步骤。

- 查：检查装置的气密性。

- 装：将药品装入试管，并用带有导管的单橡皮塞塞紧试管口。

- 定：将试管固定在铁架台上。

- 点：点燃酒精灯，先使试管均匀受热，再对准药品部位加热。

- 收：用排水法收集氧气。

- 离：收集完毕后，先将导管撤离水槽。

- 熄：最后熄灭酒精灯。

五、检验和验满方法

- 检验方法：将带火星的木条放在瓶口，若木条复燃，则证明瓶内的气体为氧气。

- 验满方法：使用向上排空气法收集时，将带火星的木条置于瓶口，若木条复燃，则表明氧气已满。

- 注意事项：

1. 试管口应略微向下倾斜，以防药品中的水分受热后变成水蒸气，冷凝后倒流入试管底部，导致试管破裂。

2. 导管插入橡皮塞的深度适中，不宜过长，以免影响气体流出。

3. 药品需均匀分布在试管底部，避免局部过热。

4. 铁夹应固定在距离试管口约三分之一的位置，以保证加热均匀。

5. 加热时应用酒精灯的外焰部分，先预热整个试管，再集中火力加热药品部位。

6. 使用排水法收集气体时，集气瓶应充满水后倒置放入水槽中，导管仅需露出瓶口即可。

7. 使用向上排空气法收集气体时，集气瓶应直立放置，导管口靠近瓶底。

8. 收集气体时，应等到气泡均匀连续冒出时再开始收集，以避免收集到未完全反应的混合气体。

9. 停止反应时，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，以防止水倒流入试管引起试管破裂。

10. 收集满氧气的集气瓶应正立放置，瓶口覆盖一层玻璃片。

11. 在使用高锰酸钾制取氧气时，应在试管口放置一小团棉花，防止加热过程中高锰酸钾粉末进入导管。

通过上述详细的指导，学生可以更好地掌握实验室制取氧气的方法和注意事项，为考试做好充分准备。