实验室制取氧气

重点考点初二

🧭 知识小背景

实验室常用两条路：加热高锰酸钾（或氯酸钾加二氧化锰）分解放氧，或用过氧化氢加二氧化锰催化分解。氧气不易溶于水、密度比空气略大，所以能用排水法或向上排空气法收集。

📖 精讲

这是中考实验高频考点，易错点密集：①加热高锰酸钾时试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流回热的试管底部使其炸裂，管口还要塞一团棉花，防高锰酸钾粉末进导管；②排水法收集时，一定要等气泡'连续均匀'冒出再收集（先出来的是排出的空气），验满/验纯别搞混；③停止实验要'先撤导管、再熄酒精灯'，否则水会倒吸进热试管炸裂；④二氧化锰在过氧化氢分解里是催化剂——改变速率、自身质量和化学性质不变，不是反应物。

🧩 典型例题3 道

例1

实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气。请写出该反应的化学方程式，并指出可用哪些方法收集氧气及其依据。

💭 解题思路

先根据高锰酸钾受热分解的产物写方程式，再由氧气的溶解性和密度判断收集方法。

✍️ 解答过程

① 高锰酸钾受热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，方程式为 $2 K M n O_{4} Δ K_{2} M n O_{4} + M n O_{2} + O_{2} ↑$

② 氧气不易溶于水，可用排水法收集；氧气密度比空气略大，可用向上排空气法收集。

③ 排水法收集的氧气较纯，向上排空气法收集的氧气较干燥。

💡

方程式要配平并标出 $↑$ ，加热条件写在等号上方。

例2

加热 $31.6 g$ 高锰酸钾，使其完全分解，求生成氧气的质量。（已知相对原子质量： $K$ -39， $M n$ -55， $O$ -16）

💭 解题思路

先写出配平的化学方程式，再用反应物与氧气的质量比列比例求解。

✍️ 解答过程

① 写方程式： $2 K M n O_{4} Δ K_{2} M n O_{4} + M n O_{2} + O_{2} ↑$

② 求相对分子质量： $K M n O_{4} = 39 + 55 + 16 \times 4 = 158$ ，故 $2 K M n O_{4} = 316$ ； $O_{2} = 32$

③ 设生成氧气质量为 $x$ ，则 $\frac{316}{31.6} = \frac{32}{x}$ ，解得 $x = \frac{31.6 \times 32}{316} = 3.2 g$

💡

比例式中上下要对应「同一物质的质量」，相对分子质量务必配平后再乘系数。

例3

实验室加热 $12.25 g$ 氯酸钾与 $2 g$ 二氧化锰的混合物制取氧气，充分反应后，求生成氧气的质量。（已知相对原子质量： $K$ -39， $C l$ -35.5， $O$ -16）

💭 解题思路

二氧化锰只作催化剂，反应前后质量不变，不参与计算；只按氯酸钾分解的方程式求氧气。

✍️ 解答过程

① 写方程式： $2 K C l O_{3} M n O_{2}, Δ 2 K C l + 3 O_{2} ↑$

② 求相对分子质量： $K C l O_{3} = 39 + 35.5 + 16 \times 3 = 122.5$ ，故 $2 K C l O_{3} = 245$ ； $3 O_{2} = 3 \times 32 = 96$

③ 设生成氧气质量为 $x$ ，则 $\frac{245}{12.25} = \frac{96}{x}$ ，解得 $x = \frac{12.25 \times 96}{245} = 4.8 g$

💡

二氧化锰是催化剂，那 $2 g$ 是「干扰数据」，不能代入计算，别把它当反应物。

🌟 学以致用 · 解决生活中的问题

医院里给病人吸氧的钢瓶，和实验室'造氧气'原理相通——都是想办法把氧气单独收集起来备用。

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