第3章 第1节 第2课时 氧气的性质和制取-【拓展与培优】2024-2025学年八年级下册科学（浙教版）

科学八年级下册 第2课时氧气的性质和制取 思维点击 一、关于氧气的几点正确认识 1.误认为氧气具有可燃性，可以做燃料 氧气可以帮助可燃物燃烧，具有助燃性，它本身不能燃烧，不能做可燃物。 2.误认为氧气的化学性质非常活泼，能与所有物质发生反应 氧气是一种化学性质非常活泼的气体，在一定条件下能与许多物质发生化学反应，但不是与所有物质 都能发生化学反应。 3.误认为燃烧都需要氧气 燃烧有广义和狭义之分，通常所说的燃烧是指可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 燃烧的条件之一是需要氧气。但有一些燃烧不需要氧气，如镁在二氧化碳中也能燃烧。 4.误认为物质与氧气的反应叫氧化反应 氧化反应是物质与氧发生的反应，其中包括物质与氧气中的氧元素发生的反应，也包括物质与其他含 氧物质中的氧元素发生的反应。如氢气与氧气反应生成水是氧化反应，氢气与氧化铜反应生成铜和水也是 氧化反应。 5.误认为氧气与液氧性质不同 物质的性质包括物理性质和化学性质，氧气与液氧物理性质不同，但化学性质是相同的，因为它们二者 的分子构成相同，都是由氧分子构成的。 6.误认为含氧的物质都能制取氧气 制取氧气需要含氧的物质，但不是所有的含氧物质都能用来制取氧气。 实验室制取收集氧气 过氧化氢制氧气 高锰酸钾制氧气 药品和反应原理 2H202- MnO: 2H0+02↑ 2KMnO._K:MnO,+MnO:+O:+ 固体加热型 固液常温型 发生装置 d 氧气可用排水法收集，也可用向上排空气法收集 收集装置 排水法收集 向上排空气法收果 整体装置图 89 @ 拓展与培优 ①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部，用带导管的单孔橡皮寒 ①检查装置气密性 塞紧试管口（用高猛酸钾制取氧气，还要在管口放一 ②锥形瓶中装人二氧化锰 小团棉花) ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞（长颈 ③)将试管固定在铁架台上 操作步骤 漏斗的下端一定要在液面以下，否则氧气会 从长颈漏斗中跑出来) ④点燃酒精灯，预热后加热试管 ④向长额漏斗中加人过氧化氢溶液 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑤收集氧气 @收集完毕，先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸御（或氯酸钾和二氧化 锰的混合物)制氧气，用排水法收集 ①药品要平铺在试管底部，均匀受热 ②试管口要略向下倾斜，防止药品中湿存的水分受 热后变成水蒸气，遇冷凝结成水倒流回试管底部，使 试管炸裂 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部（或距离试管 日3处) ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡 ①试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，这样便于气体 皮塞即可，否则不利于气体的导出 导出 ②用排水法收集氧气时，导管应刚伸入集气 ⑤集气瓶充满水后倒放人水槽中（瓶口要在水面下） 瓶口即可，过长不利于水的排出，气体不易收 ⑥加热时要先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要 集满 对准药品所在部位加热 注意事项 ③用向上排空气法收集氧气时，导管要伸人 ⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒 集气瓶的底部，否则不利于空气的排出，收集 出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶 的气体不纯 口有大量气泡目出时，证明已集满 ④用长颈漏斗时，长颈漏斗末端应在液面以 ⑧停止加热时，应先把导管从水里撒出，再撤掉酒精 下，否则氧气会从长颈漏斗中逸出 灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强 减小，水槽中的水就会被倒吸人热的试管内，使试管 炸裂 ③用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防 止加热时高锰酸钾小颗粒进入导管 @盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为在相同 状况下氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气 体的逸散 例如图表示一定质量的KClO,和MO2周体混合物受热过程中，某变量y随时间的y1 变化趋势。纵坐标表示的是 A.固体中氧元素的质量 B.生成O2的质量 C.周体中MnO2的质量 D.固体中钾元素的质量分数 【分析】圆体混合物受热一段时间后开始放出氧气，故圈体中氧元素的质量逐渐减 0 时间 少，反应停止后不变，由于二氧化锰中也有氧元素，故最后氧元素的质量不变零，A正确。反应过程中生成 氧气的质量不断增加，B不符合该图像，二氧化锰在反应中为催化剂，反应前后质量不变，C不符合该图像。 反应前后固体中钾元素的质量不变，但固体总质量逐渐减少，因此仰元素的质量分数应逐渐增大，D不符合 该图像。 变式训练1如图为实险室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾（另加少量的二氧化锰）分1氧气的质量（克 别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是 KCIO A.同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾 KMnO B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料 反应时间球分】 科学八年级下册 C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加 D.反应时间较长的是高锰酸钾 变式训练2a为xg纯氯酸钾受热完全分解后得到的气体质量与时间的关系图，b为xg氯酸钾中加 了少量高锰酸钾后的混合物受热完全分解后得到的气体质量与时间的关系图，其中可能正确的是() 0 0 0 D.在两瓶不同浓度的氧气中，分别同时进行相 巩固练习 同铁丝的燃烧实验 5.下表是不同质量分数的HO,溶液发生反应 A组 时的现象。实验室用H2O,制取氧气时，HzO2溶液 1.在“氧气的制取和性质”实验中，某同学取一 的质量分数最适宜的范围是 ( 段纱窗网上的细铁丝，在自己收集到的氧气中做 HO2的质 “铁丝在氧气中燃烧”的实验，结果没有观察到“火 反应现象 量分数 星四射”的现象。造成此实验失数的原因不可能是 15% 反应速度快，气体难以收集 r 反应比较平缓，导管口气流均匀、连续，易 A.收集到的氧气量太少或纯度太低 10% 于收集，反应过程较易控制 B.铁丝生锈 反应平缓，导管口气流均匀、连续，易于 C.集气瓶底部没有铺一薄层细沙 5% 收集 D.铁丝的温度太低，无法燃烧 3% 反应缓慢，需较长时间 2.1777年舍勒在《火与空气》一书中指出：空气 由两种性质不同的“火空气”和“浊空气”组成，其中 A.0%~3% B.3%~5% “火空气”可以帮助燃烧，维持生命。下列物质不能 C.5%~10% D.10%~15% 与“火空气”发生反应的是 6.有A、B、C三种物质，A是没有颜色也没有 A.木炭 B.红磷 气味的气体，B在A中燃烧产生明亮的蓝紫色火 C.二氧化碳 D.铁丝 焰，且生成有刺激性气味的气体C。由此推断：A为 3.下列关于实验室制取氧气的说法中错误的是 :B为 C为 。(填化学 式) 7.氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可 以和许多物质发生化学反应。如图所示是硫粉、红 磷、光亮的细铁丝在氧气中燃烧的实验装置： A.装置①可用于高锰酸钾制取氧气 B.装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气 铁绍 C.装置③可用于收集氧气 D.装置④可用于收集氧气 4.研究铁丝的粗细对铁丝在氧气中燃烧的影 响，下列实验能达到目的的是 () (1)小明是个善于思考、善于总结的学生。做 A.在同一瓶氧气中，先后进行不同粗、细铁丝 完实验后，他发现了一些共同点：在反应条件方面， 的燃烧实验 三个实验都要 ,在能量变化方面，三个实 B.在两瓶不同浓度的氧气中，分别同时进行 验都是 (填“吸热”或“放热”)反应。 粗、细铁丝的燃烧实验 (2)小明同时也总结出在生成物的种类、生成 C.在两瓶相同浓度的氧气中，分别同时进行 物的状态和观察到的实验现象三个方面存在不同。 粗、细铁丝的燃烧实验 请你替小明同学填写空格： 拓展与培优 乙中生成物的化学式是 丙中观察到的反应现象是 (3)小明还总结出：三个实验的集气瓶底部都 放有少量水，其中甲集气瓶底部放少量水的目的是 8.根据下列装置图，回答有关问题： D导管伸入到集气瓶体积的子处 10.医院给病人输氧气时用到类似如图所示的 装置，下列说法不正确的是 () B A.使用该装置可观测是否有氧气输出 B.使用该装置可观测氧气输出的速度 C.b导管连接供给氧气的钢瓶 E D.b导管连接病人吸氧气的塑料管 (1)写出装置中标号仪器的名称：② 11.下面是几种实验室制取气体的发生装置与 0 (2)实验室用高锰酸钾制取氧气，可选用的发 收集装置。 生装置是 (填字母)。 (3)写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制 取氧气的文字表达式： ,并据此选择图中 (填字母) 组装一套制取干燥氧气的装置（浓硫酸具有吸水 B 性，可做干燥剂)，收集氧气时，验满的方法是 B组 9实验室需收集一瓶约含子空气的氧气。下 (1)写出仪器名称：I. (2)实验室可用二氧化锰与过氧化氢制取氧 列操作正确的是 气。 若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置 (填编号)。 (3)用D装置收集氧气，操作的正确顺序为 (填编号)。 A.集气瓶中灌子的水 8.当出现连续、均匀的气泡时，将导管伸入集 气瓶口，气体进人瓶中 b.将装满水的集气瓶倒置在水槽中 c,当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将 集气瓶移出水面正放 若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从 B.集气瓶中灌的水 (填“a”或“b”)端通人。 若E装置的瓶中装满水，用排水法收集氧气， 氧气应从（填“a”或“b”)端通入。 12.实验室制取气体时，首先要选择反应物，明 确如何控制反应条件，然后确定气体发生和收集装 置，还要考虑装置是否符合环保、安全等要求。请 C.导管伸人到集气瓶体积的处 回答以下问题： 科学八年级下册 (1)实验室制取氧气时，下列物质不能直接作 如下表： 为原料的是 (填序号)，判断的依据是 棉花 棉花 ①水(HzO)②氯化钠(NaCI)③氯酸钾 (KClO,)④高锰酸钾(KMnO,)⑤过氧化氢 (H2O2)⑥甲烷(CH,) (2)当确定了实验室制取某种气体的化学反应 中 原理后，还应该考虑原料是否容易获得 直立型 斜卧型 等因素（写一项即可）。选择气体的收集方法时，以 装置类型 直立型 斜卧型 下气体性质中不需要考虑的因素是 (填序 收集1瓶氧气所需时间/秒 59 68 号) 收集2瓶氧气所需时间/秒 95 108 ①颜色②密度③可燃性④溶解性 收集氧气的总体积/毫升 525 476 (3)如图是实验室制取氧气的简易装置，反应 (1)收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是 所需的过氧化氢溶液通过分液漏斗加入的目的是 :当导管口有气泡连续、均匀的冒出时才 (2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体， 可以伸入盛满水的集气瓶里开始收集，这样操作的 斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原 理由是 因是 (3)根据2KMaO,△KMhO,+MnO,+O,↑， 算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实 验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显 大于理论值，他们对其原因进行了探究： 3 【提出假设】 13.小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销 小峰假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下 售的高锰酸钾品体纯度高达99.5%，含水量可以忽 受热分解放出氧气： 略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧 你的假设： 气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直 【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设 立型装置（如图），并与斜卧型装置比较，在气密性 计简明的实验方案： 良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体，用同 一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气 体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录19.(1)5:6(2)XY320.环己环C6H2 最后向左移动(4)试管受热不均匀而炸裂等[实 21.(1)a+2b=c+2d(2)KzS04MgCl3 验四](1)烧杯镁与氧气反应，集气瓶内压强减小， 22.(1)模型(2)35(3)10.1% 内外产生压强差(2)21氧气、氮气 23.(1)蛋氨酸中碳氧元素的质量比为C:0= 变式训练(1)燃烧(2)上升(3)空气中氧气的体 (12×5):(16×2)=15:8(2)蛋氨酸中氮元素的 积约占空气总体积的号 (4)不支持燃烧，难溶于水 14 质量分数为N%=149×100%=9.4% 巩固练习 (3)每100g合格奶粉中氮元素的质量为18g× A组 16%=2.88g>1.5g不合格 24.(1)53(2)A(3)21439:127·48+5 1.B2.B3.B4.A5.(1)除去空气中的氧 59.3%(4)500g该品牌食盐中，含碘的最大质量 气(2)小于(3)氧气氮气 是25g;若要使人体甲状腺中的碘达到饱和，至少 B组 需要一次性食用该品牌碘盐4kg,所以日常服用加碘 6.(1)含氮化合物反应(2)使瓶内氮气反应完 食盐不能起到避免核辐射的目的。 全(3)氩气化学性质很不活泼，“未知气体”中的其 C组 他气体的化学性质与氩气相近 25.D26.A 7.)红碑燃烧产生大量白烟P+O,点燃 27.20% P2O5(2)①由B装置中玻璃管的散口处加入水，并 28.(1)O2CO2(2)C0CO2【解析】根 调整B的高度，使A中的液面至刻度15cm处，静置 据已知条件可知，符合条件的物质只有CO2、O2和 一会儿后观察A中液面若仍然在15cm处，则说明 C0。(1)氧的相对原子质量与碳的相对原子质量的 装置的气密性良好②12偏大③环保，气密性 比为：16：12=4：3，要使氧元素和碳元素的质量比 更好 等于8：3，氧原子与碳原子的个数比应为2：1。 8.【实验回顾】气压【交流表达】(1)20.2% C02中氧、碳元素的质量比是32：12=8：3；C0中 (2)①能够把氧气完全消耗②避免了燃烧匙伸入集 氧、碳元素的质量比是16：12=4：3：02中氧、碳元 气瓶时导致的气体外逸 素的质量比是正无限；如果不论以何种体积比混合， 第2课时 氧气的性质和制取 如果CO大量的话，明显不符合。所以，符合条件的 是C02和O2的混合气体。故填O2,C02;(2)由(1) 例 A 的分析可知，符合条件的是CO和CO2的混合气体。 变式训练1B 变式训练2C 故填C0,CO2。 29.叶绿素中氧元素的质量分数为1一(73.8%十 巩固练习 8.3%+6.3%+2.7%)=8.9%。由于镁元素的质量 A组 分数最小且相对原子质量最大，所以叶绿素分子中镁 1.C2.C3.C4.C5.C6.O2SS02 原子个数最少。如果1个叶绿素分子含有一个镁原 7.(1)点燃放热(2)P2Os剧烈燃烧，火星四 子，则其相对分子质量为24÷2.7%≈889，小于900 射，放出热量，生成黑色固体(3)吸收二氧化硫，防 (符合要求)。如果1个叶绿素分子中含有2个镁原 止污染大气 子，则其相对分子质量为24×2÷2.7%≈1778，大于 8.(1)长颈漏斗(2)B(3)过氧化氢 900(不合题意)。1个叶绿素分子中含碳原子个数： 889X73.8%≈55，氢原子个数.889X8.3% 二氧化锰水十氧气CDE将带火星的木条放在集 ≈74；氧 气瓶口，观察到木条复燃，则已收集满 12 1 原子个数，89X8.9%≈5，氮原子个数：889X6.3% B组 16 14 9.B10.C11.(1)试管锥形瓶(2)C ≈4。 (3)bac b a 故叶绿素的化学式为：CssH4 Os NMg。 12.(1)②⑥化学反应前后元素种类不变 第3章 空气与生命 (2)反应速率是否适中①③(3)控制过氧化氢溶 液的滴加速度收集的氧气较纯净 13.(1)直立型(2)斜卧型装置中的固体被气流 第1节空气与氧气 带到试管口（或棉花团）附近更多，未完全反应的更 多，所以收集到的氧气较少(3)【提出假设】反应生 第1课时空气中氧气含量的测定 成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气（或反应 例[实验一](1)使空气中的氧气充分反应(2)< 生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放 ③[实验二](1)氮气难溶于水，既不能燃烧也 出氧气) 【设计实验】取一定量的二氧化锰于试管 不能支持燃烧(2)装置漏气、红磷的量不足装置 中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不 内的部分空气逸散出来，就会导致进人集气瓶中水的 变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立（或取一定 体积大于5[实验三](1)装置气密性良好(2)注 量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带 火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设 射器活塞停在11mL刻度处(3)有大量的白烟冒 成立) 出：注射器活塞先向右移动试管冷却后，注射器活塞 8·