氧气制取是中考实验大题的常客:给定药品选装置、写方程式、排步骤顺序,环环相扣。三种制法各有分工,方程式配平、催化剂与加热条件一个都不能错。
三种制取方法与化学方程式
| 方法 | 化学方程式 | 特点 |
|---|---|---|
| 分解过氧化氢溶液 | 2H₂O₂ →(MnO₂ 催化) 2H₂O + O₂↑ | 不需加热,节约能源,MnO₂ 作催化剂 |
| 加热高锰酸钾 | 2KMnO₄ →(加热) K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ | 试管口要放一小团棉花,防止粉末进入导管 |
| 加热氯酸钾 | 2KClO₃ →(MnO₂ 催化、加热) 2KCl + 3O₂↑ | MnO₂ 作催化剂 |
三个反应都属于分解反应,特征是「一变多」。同时记住它们也都是「同种催化剂 MnO₂ 出现」的热门反应,但角色有区别,后面辨析里讲。
装置、收集与验满
- 发生装置:加热固体选「固体加热型」;分解过氧化氢选「固液常温型」
- 收集方法:氧气不易溶于水,用排水法收集(气体较纯);密度比空气略大,也可用向上排空气法(气体较干燥)
- 验满(向上排空气法):把带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃说明已收集满
- 检验:把带火星的木条伸入瓶内,木条复燃证明瓶内气体是氧气
操作步骤与顺序(高锰酸钾法)
口诀「查、装、定、点、收、离、熄」:检查装置气密性→装入药品→固定装置→点燃酒精灯加热→收集气体→先把导管移出水面→再熄灭酒精灯。后两步顺序绝不能颠倒,否则水会倒吸进热试管,使试管骤冷炸裂。
辨析:催化剂会不会被消耗
催化剂的特点是「一变两不变」:能改变化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变,但物理形状可能改变。MnO₂ 在过氧化氢和氯酸钾的分解中是催化剂,在高锰酸钾分解中却是生成物——同一种物质在不同反应里角色不同,选择题最爱在这个点上偷换。