第3单元 专题特训(二)氧气的性质及制取-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级上册化学(科粤版2024)

40 专题特训（二）　氧气的性质及制取 ▶ “答案与解析”见P20 类型一 氧气的性质 1. 下列关于氧气的实验的叙述,正确的是 ( ) A. 铁丝在氧气中燃烧,发出耀眼的白光,生 成黑色固体 B. 空气中氧气含量的测定实验中,可以将红 磷换成木炭 C. 实验室用高锰酸钾制取氧气的过程中,二 氧化锰是催化剂 D. 氧气的化学性质比较活泼,可以和许多物 质发生氧化反应 2. (2024·苏州工业园区期中)纳米铁粉在空气 中不易自燃,但稍加热即可剧烈燃烧,如图是 纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列说法 不正确的是 ( ) (第2题) A. 水可防止生成物 溅落炸裂瓶底 B. 气 球 先 膨 胀 后 变小 C. 激光手电筒照射为反应提供能量 D. 对比铁丝在空气中不能燃烧,可知物质种 类是反应能否发生的因素之一 3. 用W形玻璃管进行如图所示的微型实验:先 对a处物质加热使之燃烧,然后将注射器中 的过氧化氢溶液推入管中使其与二氧化锰接 触,并始终控制液体不进入a处。下列说法 中,正确的是 ( ) (第3题) A. 若a处的粉末是木炭粉,则实验过程中能 看到木炭粉燃烧,冒白烟 B. 该实验证明二氧化锰是过氧化氢分解的 催化剂 C. 推入过氧化氢溶液后,要对准二氧化锰处 加热才能产生氧气 D. 本实验可以得出氧气浓度越大,燃烧越剧 烈的结论 答案讲解 4. (2023·沧州质检)同学们对硫在氧 气中燃烧的实验做了改进,如实验 1,当火焰熄灭后发现硫有剩余,硫 为什么会不再燃烧呢? 每个人都作出了不同 的猜想。 (第4题) [作出猜想] 甲同学的猜想:硫燃烧耗尽了瓶内的氧气,所 以硫不再燃烧了。 乙同学的猜想:硫燃烧后瓶内二氧化硫(不支 持硫的燃烧)浓度过高导致硫不再燃烧。 丙同学的猜想: 。 [设计实验]丙同学设计了实验2来验证自己 的猜想。 实验步骤 实验现象 实验结论 ① 把少量红磷放在铝 盒内,然后放入装有细 沙的集气瓶中,塞紧胶 塞,用放大镜点燃硫, 观察现象 硫燃烧了一 会儿就不再 燃烧了 ② 待装置冷却后,用放 大镜聚光加热铝盒中 的红磷,观察现象 红 磷 燃 烧, 放出热量的 同 时 产 生 丙 同 学 的 猜 想 是 正 确的 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(科粤版)九年级上 41 [实验反思] (1) 实验1中火焰颜色如何变化? 。 (2) 与教材上的实验相比,实验1的优点是 。 (3) 实验2中集气瓶内垫细沙的作用是 。 (4) 教材里测定空气中氧气含量的实验为什 么使用红磷而不用硫粉? 。 类型二 氧气的制取 5. 实验室制取气体的常见装置如图所示,下列说 法中,正确的是 ( ) (第5题) A. 装置①中的棉花是为了防止冷凝水回流 到热的试管底部,使试管炸裂 B. 装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、 双孔胶塞和玻璃导管 C. 装置④和⑤均可用于收集氧气 D. 用装置⑥收集氢气时,应从导管a 处通入氢气 6. A、B、C、D、E、F、G、H、K、M、N、Q都是已学 化学内容中涉及的物质,转化关系如图所示。 已知A为暗紫色固体,E、F常温下为液体,B 为能支持燃烧的无色气体,K是银白色金属。 请回答下列问题: (第6题) (1) 写出下列物质的名称:A ; E ;M 。 (2) 写出下列反应的文字表达式。 反应②: 。 反应⑤: 。 7. (2024·珠海期中)现有如图Ⅰ所示的实验装 置图,结合该图回答下列问题。 (第7题Ⅰ) (1) 写 出 图 Ⅰ 中 标 号 仪 器 的 名 称: ① ;② ;③ 。 (2) 实验室若用分解过氧化氢的方法来制取 氧气,则可选用的发生装置为 (填字 母);若用F装置装满水来收集氧气,则氧气 应从 (填“a”或“b”)端通入。 (3) 若用加热高锰酸钾的方法来制取氧气,则 可选用的发生装置和收集装置组合为 (填字母)。在试管口放一团棉花,是为了防止 加热时试管内的 进入导管。 (4) 查阅资料得知:氨气是一种无色、有刺激 性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水, 其水溶液称为氨水。实验室用加热氯化铵和 氢氧化钙两种固体混合物的方法来制备氨 气,则实验室制取氨气的装置组合可以选用 (填字母)。 (5) 若用如图Ⅱ所示的方法收集氧气:图① 的集气瓶中装有占集气瓶容积80%的水,用 排水法收集氧气后,集气瓶中仍留有占集气 瓶容积15%的水(如图②所示),图②集气瓶 内气体中氧气的体积分数约为 (结 果精确到0.1%;空气中氧气的体积分数约 为21%)。 (第7题Ⅱ) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第三单元　维持生命的物质——氧气、水 专题特训（二）　氧气的性质及制取 1. D [解析] 铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固 体,不会发出耀眼的白光,A错误;由于木炭燃烧生成二氧 化碳气体,瓶内的压强基本不变,因此在空气中氧气含量 的测定实验中,不可以将红磷换成木炭,B错误;高锰酸钾 在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,加热 高锰酸钾制取氧气的过程中二氧化锰是生成物,不是催化 剂,C错误;氧气的化学性质比较活泼,可以与许多物质发 生氧化反应,D正确。 2. D [解析] 纳米铁粉受热后在空气中燃烧,放出大量的 热,锥形瓶中的水可防止生成物溅落炸裂瓶底,A选项说 法正确。纳米铁粉在空气中燃烧,放出大量的热,使装置 内空气受热膨胀,一段时间后,装置冷却,且铁粉燃烧消耗 了氧气,装置内气体体积减小,故可观察到气球先膨胀后 变小,B选项说法正确。激光手电筒照射能为反应提供能 量,C选项说法正确。铁丝在空气中不能燃烧,纳米铁粉在 空气中可以燃烧,可知物质与氧气的接触面积是反应能否 发生的因素之一,D选项说法错误。 3. D [解析] 若a处的粉末是木炭粉,加热木炭粉,能看 到木炭粉燃烧,但没有白烟产生,A错误;该实验不能证明 二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂,若要证明它是催化 剂,还需要验证二氧化锰的质量和化学性质在化学反应前 后不变,B错误;推入过氧化氢溶液后,无须对准二氧化锰 处加热就能产生氧气,C错误;产生的氧气越多,a处燃烧 越剧烈,因此本实验可以得出氧气浓度越大,燃烧越剧烈 的结论,D正确。 4. [作出猜想]瓶内虽有氧气,但氧气浓度较低,导致硫不 再燃烧 [设计实验]白烟 [实验反思](1) 开始时为蓝 紫色火焰,一段时间后变为淡蓝色火焰 (2) 没有有害气 体逸出,更加环保 (3) 防止瓶底因受热不均匀而炸裂 (4) 红磷可以在氧气浓度更低的环境中燃烧,消耗氧气比 硫更加彻底,使实验结果更加准确(合理答案均可) [解析] [作出猜想]硫燃烧消耗了瓶内的氧气,氧气浓度过 低,可能导致硫不再燃烧。[设计实验]根据红磷燃烧的实 验现象可知,除放热外还会产生白烟。[实验反思](1) 实 验1开始时氧气浓度较高,火焰颜色为蓝紫色,随着燃烧的 进行,氧气浓度逐渐降低,火焰颜色逐渐变为淡蓝色。 (2) 实验1的装置比教材上的实验装置更密封,所以实验1 的优点是没有有害气体逸出,更加环保。(3) 由于红磷及 硫燃烧放热,容易造成集气瓶瓶底因受热不均匀而炸裂, 所以实验2中集气瓶内垫细沙的作用是防止瓶底因受热不 均匀而炸裂。(4) 由题表中实验现象可知:与硫相比,红磷 可以在氧气浓度更低的环境中燃烧,能充分消耗空气中的 氧气,消耗氧气比硫消耗得更加彻底,使实验结果更加 准确。 5. D [解析] 装置①中的棉花是为了防止加热时试管内 的粉末状物质进入导管,A错误;装置②中的仪器包括长 颈漏斗、锥形瓶、双孔胶塞和玻璃导管,B错误;氧气不易溶 于水且不与水反应,密度比空气大且不与空气中的成分反 应,可用排水法或向上排空气法收集,故装置③和⑤均可 用于收集氧气,C 错误;用装置⑥收集氢气时,氢气的密度 比空气小,应从导管 a 处通入氢气,D正确。 6. (1) 高锰酸钾 过氧化氢 四氧化三铁 (2) 硫+氧气 点燃 →二氧化硫 铁+氧气 点燃 →四氧化三铁 [解析] A为暗 紫色固体,则A是高锰酸钾;B为能支持燃烧的无色气体, 则B是氧气;高锰酸钾分解生成氧气、C、D,高锰酸钾在加 热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,则C、D为锰酸 钾、二氧化锰中的一种;D和E能转化为D、F和氧气,D在 反应中没有改变,则D可能是催化剂,E、F常温下为液体, 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,则D是 二氧化锰,C是锰酸钾,E是过氧化氢,F是水;氧气与N生 成有刺激性气味的气体Q,硫和氧气在点燃的条件下生成 二氧化硫,二氧化硫具有刺激性气味,则N是硫,Q是二氧 化硫;二氧化锰与G转化为氧气、H和二氧化锰,二氧化锰 在反应前后未改变,则G在二氧化锰的催化作用下转化为 氧气和H,氯酸钾与二氧化锰共热生成氯化钾和氧气,则G 是氯酸钾,H是氯化钾;氧气与银白色金属K反应生成黑 色固体M,铁在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁,则K 是铁,M是四氧化三铁,将推出的物质进行验证即可。 7. (1) ① 铁架台 ② 水槽 ③ 集气瓶 (2) A a (3) BD(或BE;或BF) 粉末状物质 (4) BC(或BF) (5) 81.4% [解析] (1) 图Ⅰ中标号仪器的名称:① 铁架 台;② 水槽;③ 集气瓶。(2) 发生装置是由反应物状态和 是否需要加热决定的。过氧化氢在二氧化锰作催化剂的 条件下常温分解,故选固液常温型发生装置A;氧气密度比 水小且不易溶于水,若用F装置装满水来收集氧气,则氧 气应该从a端通入。(3) 加热高锰酸钾制取氧气应选用固 体加热型发生装置B;氧气密度比空气大且不易溶于水,收 集装置可选D、E或F。在试管口放一团棉花,是为了防止 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 02 加热时试管内的粉末状物质进入导管。(4) 实验室用加热 氯化铵和氢氧化钙两种固体混合物的方法来制备氨气,发 生装置选用固体加热型装置B;氨气密度比空气小,极易溶 于水,收集装置选用C或F。(5) 设集气瓶的容积为V,开 始时集气瓶中装有占集气瓶容积80%的水,此时集气瓶中 装有占集气瓶容积20%的空气,则其中含有空气的体积为 0.2V,含有水的体积为0.8V;用排水法收集氧气后,集气 瓶中仍留有占集气瓶容积15%的水,现有水的体积为 0.15V,则此时其中含有的气体总体积为0.85V,用排水法 收集的氧气的体积为0.65V,故此时集气瓶内气体中氧气 的体积分数为0.2V×21%+0.65V 0.85V ×100%≈81.4% 。 3.3　燃烧条件与灭火原理 1. B 2. (1) 白磷+氧气 点燃 →五氧化二磷 (2) 增大 (3) 温度 达到可燃物的着火点 (4) 与氧气(或空气)接触 3. D [解析] 将木柴架空可以增大木柴与氧气的接触面 积,使燃烧更剧烈,A选项正确;用湿毛巾捂住口鼻可以防 止有害气体和烟尘进入人体,地面附近烟尘少,应尽量贴 近地面逃离,B选项正确;室内着火,若贸然打开所有门窗, 则会使空气对流加快,促进火势蔓延,C选项正确;油锅着 火时,盖上锅盖是通过隔绝空气的方法灭火,D选项错误。 4. C [解析] 由题意可知,火柴头竖直向上的火柴不能持 续燃烧,该火柴与氧气充分接触,但燃烧产生的热量向上 逸散,使火柴梗得不到充足的热量,温度达不到火柴梗的 着火点,所以不能持续燃烧;火柴头倾斜向下的火柴,燃烧 放出的热量使温度达到火柴梗的着火点,从而持续燃烧。 所以该实验说明燃烧的条件是温度达到可燃物的着火点。 5. B [解析] 可燃气体或可燃粉尘都有爆炸极限,可燃粉 尘在有限的空间内遇到明火剧烈地燃烧,可能会导致爆 炸,A正确;从该装置的底部吹入空气的目的是扬起面粉, 使面粉与蜡烛的火焰充分接触,引燃面粉,B错误;镁粉具 有可燃性,能在空气中燃烧,则将面粉换成镁粉,在该实验 中也可能发生相同的燃爆现象,C正确;面粉在该装置中爆 炸需要消耗较多的氧气,则装置中氧气含量不足会导致蜡 烛熄灭,D正确。 6. C [解析] 试管①中充满氮气,白磷不燃烧,试管②中 充满氧气,白磷燃烧,说明燃烧的条件之一是可燃物要与 氧气接触,A正确;试管②中充满氧气,白磷燃烧,说明温 度达到了白磷的着火点,试管③中充满氧气,红磷不燃烧, 说明温度没有达到红磷的着火点,可以推知红磷的着火点 比白磷的高,B正确;着火点是物质的固有属性,一般不能 被改变,C错误;试管①③中的白磷和红磷并没有燃烧,可 以回收再利用,D正确。 7. B [解析] 热水可以吸收有毒的五氧化二磷,同时还具 有加热白磷而使温度达到其着火点和隔绝氧气的作用,A 错误。向左推动注射器活塞,观察到烧瓶中白磷周围产生 火星,说明过氧化钠与水反应生成了氧气,B正确。用酸性 高锰酸钾溶液吸收白磷,溶液要倒吸到烧瓶中,故注射器 活塞应往右拉,使烧瓶内压强减小,酸性高锰酸钾溶液倒 吸进入烧瓶中,C错误。通过实验装置可以判断此实验探 究的燃烧条件之一是可燃物需要与氧气接触,D错误。 8. (1) 通入气体(或吹气) 玻璃管内水面上升(或水从玻 璃管中喷出) 作安全瓶(或保护气体发生装置;或阻断燃 烧等合理答案均可) (2) 吸热,将温度降到气体的着火点 以下 [解析] (1) 关闭止水夹,从导管a处通入气体,若装 置气密性良好,则瓶内压强会变大,水会进入玻璃管,因此 通入气体,若玻璃管内水面上升或有水从玻璃管中喷出, 则说明装置气密性良好。通入的气体即使不纯,火焰从b 处进入瓶内就会熄灭,不会通过a处进入气体发生装置,因 此该装置的作用是阻断燃烧,保护气体发生装置,是一个 安全瓶。(2) 铜丝和水都可以吸收热量,使温度降到气体 的着火点以下,从而使火焰熄灭,保护气体发生装置。 9. (1) 提供白磷燃烧所需要的温度 (2) 向80℃热水里 的白磷附近通入氧气 (3) 能防止白磷燃烧产生的白烟污 染空气 (4) D [解析] (1) 图甲实验中80℃热水的作用 除了隔绝空气外,还可以提供白磷燃烧所需要的温度。 (2) 80℃热水里的白磷的温度达到了其着火点,因为没有 与氧气接触,所以没有燃烧,要使其燃烧,可向80℃热水里 的白磷附近通入氧气。(3) 图乙实验中装置与图甲相比, 其优点是能防止白磷燃烧产生的白烟污染空气。(4) 随着 白磷的燃烧,氧气的体积分数逐渐减小,说明白磷燃烧需 要氧气,A正确;由图丙可知,白磷燃烧前,试管中氧气的体 积分数为21%,B正确;当氧气的体积分数减小到16%时, 白磷熄灭,说明白磷熄灭后,试管中还有氧气,C正确;白磷 熄灭后,试管中二氧化碳的体积分数小于84%,这是因为 空气中除氧气和二氧化碳外,还含有氮气、稀有气体等,D 错误。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 12