第5讲 氧气大单元教学讲义-2025-2026学年九年级化学人教版（2024）上册

氧气 一、氧气的物理性质 1. 通常状况下，氧气是无色无味的气体。 2. 氧气不易溶于水，在室温下，1L 水中大约能溶解 30mL 氧气 。 3. 在标准状况下，氧气的密度为 1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。 4. 氧气有三态变化，在加压降温时，氧气可变成淡蓝色的液体，甚至变成淡蓝色雪花状固体。 二、氧气的化学性质 氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能与许多物质发生化学反应，同时放出热量，氧气具有氧化性，在反应中提供氧，是一种常用的氧化剂。 （一）氧气与非金属单质的反应 1. 炭在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：C +O2 点燃 CO2 2. 现象：在空气中，木炭红热，无烟无焰； 在氧气中，剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 6. 硫在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：S+ O2 点燃 SO2 2. 现象：在空气中，硫燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出热量； 在氧气中，硫燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出热量。 3. 注意：硫燃烧生成的二氧化硫是空气污染物之一，实验应在通风橱中进行，或在集气瓶底部预先放少量水或氢氧化钠溶液，以吸收二氧化硫，防止污染空气。 7. 红磷在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：4P +5O2 点燃 2P2O5 2. 现象：在空气中，红磷燃烧产生黄白色火焰，伴有大量白烟，放出热量； 在氧气中，红磷燃烧更加剧烈，产生大量白烟，放出热量。 3. 注意：白烟是五氧化二磷固体小颗粒，不是气体。 （二）氧气与金属单质的反应 1. 铁丝在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：3Fe +2O2 点燃 Fe3O4 2. 现象：在空气中，铁丝红热，不能燃烧； 在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热量，生成黑色固体。 注意：①铁丝要打磨干净，以除去表面的铁锈等杂质，利于铁丝燃 ； ②铁丝要绕成螺旋状，以增大铁丝与氧气的接触面积； ③在集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂。 9. 镁条在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：2Mg+ O2 点燃 2MgO 2. 现象：在空气中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体； 在氧气中，燃烧现象更加剧烈。 3. 注意：镁条燃烧时发出的强光会对眼睛造成伤害，观察时应注意保护眼睛。 （三）氧气与化合物的反应 1. 蜡烛在氧气中燃烧 1. 现象：在空气中，蜡烛燃烧发出黄色火焰，火焰分三层，外焰最亮，内焰最暗，放出热量，稍有黑烟； 在氧气中，蜡烛剧烈燃烧，发出白光，放出热量，瓶壁上有水雾出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 2. 文字表达式：石蜡 + 氧气→二氧化碳 + 水 3. 注意：蜡烛是混合物，其主要成分是石蜡，这里用文字表达式表示蜡烛燃烧的反应，无法写出对应的符号表达式。 三、氧气的用途 1. 供给呼吸：用于医疗急救、潜水、登山、航空等。例如，病人在手术或急救时需要吸氧；潜水员潜水时需携带氧气瓶；登山运动员和飞行员在高空缺氧环境下也需要补充氧气 。 1. 支持燃烧：用于气焊、气割、炼钢、宇航等。例如，气焊、气割时利用氧气与乙炔等可燃气体混合燃烧产生的高温来焊接或切割金属；炼钢过程中通入氧气，可除去生铁中多余的碳等杂质；火箭发射时，液氧作为助燃剂，与燃料混合燃烧产生巨大的推力。 四、氧气的制取 （一）氧气的工业制法 1. 分离液态空气法 1. 原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，通过蒸发将它们分离。在低温下加压，使空气液化，然后升温，液态氮的沸点（-196℃）比液态氧的沸点（-183℃）低，氮气先蒸发出来，剩下的主要是液态氧。 2. 注意：该过程属于物理变化，因为没有新物质生成，只是利用沸点差异对空气中的成分进行分离。 14. 膜分离技术法：利用一种具有富集氧气功能的薄膜，在一定压力下，让空气通过薄膜，使氧气的含量得到富集，从而得到含氧量较高的富氧空气。这种方法设备简单、操作方便，但得到的氧气纯度相对较低。 （二）氧气的实验室制法 1. 加热高锰酸钾制取氧气 1. 药品：高锰酸钾（紫黑色固体） 2. 反应原理：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑ 3. 实验装置： 1. 发生装置：固体加热型装置，包括酒精灯、铁架台（带铁夹）、试管、带导管的单孔橡皮塞等。试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；试管内的导管只需刚刚露出橡皮塞，便于气体导出；试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 2. 收集装置： 1. 排水法收集：因为氧气不易溶于水且不与水反应，可用排水法收集。优点是收集的氧气较纯净，缺点是不干燥。收集时，当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集，当瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满。 2. 向上排空气法收集：因为氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集。优点是收集的氧气较干燥，缺点是不纯。收集时，导管要伸到集气瓶底部，以便将瓶内空气全部排出。验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。 4. 实验步骤： 1. 查：连接装置，检查装置的气密性。将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。 2. 装：将高锰酸钾装入试管，在试管口塞一团棉花，然后用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。 3. 定：将试管固定在铁架台上，铁夹应夹在距离试管口约 1/3 处，试管口略向下倾斜。 4. 点：点燃酒精灯，先使试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位集中加热。 5. 收：用排水法或向上排空气法收集氧气。 6. 移：实验结束后，先把导管从水槽中移出水面。 7. 熄：最后熄灭酒精灯。 5. 注意事项： 1. 加热时要先预热，再集中加热药品部位，防止试管受热不均破裂。 2. 用排水法收集氧气时，开始冒出的气泡是空气，不能立即收集，要等到气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯。 3. 实验结束时，要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸回热的试管，使试管炸裂。 2.过氧化氢溶液制取氧气 1. 药品：过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色固体） 2. 反应原理：2H2O2 MnO2 2H2O +O2↑ 3. 实验装置： 1. 发生装置：固液不加热型装置，包括锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、带导管的双孔橡皮塞等。若用长颈漏斗，其下端管口要伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；若用分液漏斗，可以控制液体的滴加速度，从而控制反应速率。 2. 收集装置：同加热高锰酸钾制取氧气的收集装置，可采用排水法或向上排空气法收集氧气。 4. 实验步骤： 1. 查：检查装置的气密性。关闭分液漏斗的活塞（或用止水夹夹住橡皮管），向长颈漏斗中加水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。 2. 装：先在锥形瓶中加入二氧化锰，然后从长颈漏斗（或分液漏斗）加入过氧化氢溶液。 3. 收：用排水法或向上排空气法收集氧气。 5. 注意事项： 1. 过氧化氢溶液应现用现配，防止过氧化氢分解变质。 2. 二氧化锰在反应中起催化作用，能加快过氧化氢的分解速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。 五、催化剂和催化作用 1. 催化剂：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 1. 特点：“一变两不变” 3. “一变”：改变其他物质的化学反应速率，这里的改变包括加快和减慢两种情况，但在初中阶段，一般涉及的催化剂都是加快反应速率的。 4. “两不变”：催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变。需要注意的是，催化剂的物理性质可能会发生改变，例如形状、颗粒大小等。 1. 注意事项： 1. 催化剂不能改变生成物的质量，只能改变反应速率。例如，使用催化剂不能使过氧化氢分解产生更多的氧气，只是使反应更快地进行。 2. 催化剂不是反应物也不是生成物，它只是参与了反应过程，在反应前后其化学性质和质量保持不变。 3. 一种催化剂只针对某一反应或某一类反应，不同的反应可能需要不同的催化剂。例如，二氧化锰是过氧化氢分解和氯酸钾分解的催化剂，但对其他一些反应可能没有催化作用。 4. 某一反应的催化剂可能不只一种，如硫酸铜溶液、氧化铁等也可以作为过氧化氢分解的催化剂，只是催化效果可能与二氧化锰有所不同。 六、反应类型 1. 化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。特点是 “多变一”，用字母表示为 A + B +→AB。例如： 红磷在空气中燃烧：4P +5O2 点燃 2P2O5 碳在氧气中充分燃烧：C +O2 点燃 CO2 氢气在空气中燃烧：2H2 +O2 点燃 2H2O 1. 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。特点是 “一变多”，用字母表示为 AB→A + B。例如： 实验室用双氧水制氧气：2H2O2 MnO2 2H2O +O2↑ 加热高锰酸钾：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑ 碳酸化学性质不稳定而分解：H2CO3 H2O +CO2↑ 1. 氧化反应：物质与氧发生的反应。这里的 “氧” 既包括氧气中的氧，也包括含氧化合物中的氧。在初中阶段，一般重点研究物质与氧气发生的反应。氧化反应分为剧烈氧化和缓慢氧化。 5. 剧烈氧化：燃烧、爆炸等现象明显、反应剧烈的氧化反应。例如，铁丝在氧气中燃烧、氢气在空气中燃烧等都是剧烈氧化反应。 6. 缓慢氧化：进行得很慢，甚至不容易被察觉的氧化反应。例如，铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸等都是缓慢氧化反应。缓慢氧化虽然不剧烈，但也会放出热量，若热量不能及时散失，可能会引发自燃现象，如白磷自燃。 巩固练习 题型一:氧气的性质 1. 下列关于氧气物理性质的说法，正确的是（ ）​ A. 氧气易溶于水​ B. 氧气在通常状况下是淡蓝色气体​ C. 氧气的密度比空气小​ D. 液态氧是淡蓝色的​ 答案：D。 解析：氧气不易溶于水，A 错误；通常状况下氧气是无色无味的气体，B 错误；氧气的密度比空气略大，C 错误；液态氧是淡蓝色的，D 正确。​ 2. 下列物质在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰的是（ ）​ A. 木炭 B. 硫​C. 红磷​D. 铁丝​ 答案：B。 解析：木炭在氧气中燃烧发出白光，A 错误；硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，B 正确；红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，C 错误；铁丝在氧气中燃烧火星四射，D 错误。 3. 下列关于氧气化学性质的描述，错误的是（ ）​ A. 氧气具有氧化性​ B. 氧气能支持燃烧​ C. 氧气在常温下能与所有物质发生反应​ D. 氧气是一种常用的氧化剂​ 答案：C。 解析：氧气具有氧化性，是常用的氧化剂，能支持燃烧，A、B、D 正确；氧气的化学性质比较活泼，但在常温下不能与所有物质发生反应，C 错误。​ 4. 下列现象能说明氧气具有助燃性的是（ ）​ A. 氧气能供给呼吸​ B. 铁丝在氧气中能剧烈燃烧​ C. 氧气不易溶于水​ D. 氧气在一定条件下能变成淡蓝色液体​ 答案：B。 解析：氧气能供给呼吸体现的是供给呼吸的性质，A 错误；铁丝在氧气中能剧烈燃烧，说明氧气支持燃烧，即具有助燃性，B 正确；氧气不易溶于水是物理性质，C 错误；氧气在一定条件下能变成淡蓝色液体是物理性质，D 错误。​ 题型二:燃烧现象 5. 下列关于物质在氧气中燃烧现象的描述，不正确的是（ ）​ A. 木炭燃烧，发出白光​ B. 红磷燃烧，产生大量白烟​ C. 铁丝燃烧，生成白色固体​ D. 镁条燃烧，发出耀眼白光 答案：C。 解析：木炭在氧气中燃烧发出白光，A 正确；红磷燃烧产生大量白烟，B 正确；铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体四氧化三铁，C 错误；镁条在氧气中燃烧发出耀眼白光，D 正确。 6. 木炭在氧气中燃烧时，观察到的现象是（ ）​ A. 产生淡蓝色火焰​ B. 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体​ C. 火星四射，生成黑色固体​ D. 产生大量白烟​ 答案：B。 解析：木炭在氧气中燃烧时，会剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体。A 是硫在空气中燃烧的现象，C 是铁丝在氧气中燃烧的现象，D 是红磷燃烧的现象，所以选 B。 7. 硫在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是（ ）​ A. 发出微弱的淡蓝色火焰​ B. 生成有刺激性气味的二氧化硫气体​ C. 发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体​ D. 剧烈燃烧，火星四射​ 答案：C。 解析：硫在氧气中燃烧会发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体（描述现象时不能直接说出物质名称 “二氧化硫”）。A 是硫在空气中燃烧的现象，D 是铁丝在氧气中燃烧的现象，所以选 C。 8. 铁丝在氧气中燃烧的过程中，下列实验现象的描述错误的是（ ）​ A. 剧烈燃烧​ B. 火星四射​ C. 生成白色固体​ D. 放出大量的热​ 答案：C。 解析：铁丝在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧、火星四射、放出大量的热，生成黑色固体（四氧化三铁），而不是白色固体，所以选 C。 9. 红磷在氧气中燃烧时，产生的明显现象是（ ）​ A. 发出耀眼的白光​ B. 产生大量白雾​ C. 产生大量白烟​ D. 生成黑色固体​ 答案：C。 解析：红磷在氧气中燃烧会产生大量白烟（五氧化二磷固体小颗粒）。A 是镁条燃烧的现象，B 中 “白雾” 错误（雾是小液滴，烟是固体小颗粒），D 不是红磷燃烧的现象，所以选 C。 10. 镁条在氧气中燃烧的现象，下列说法正确的是（ ）​ A. 产生蓝紫色火焰​ B. 发出耀眼的白光，生成白色固体​ C. 生成有刺激性气味的气体​ D. 火星四射，生成黑色固体 答案：B。 解析：镁条在氧气中燃烧会发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体（氧化镁）。A 是硫在氧气中燃烧的现象，C 是硫燃烧的现象，D 是铁丝燃烧的现象，所以选 B。 题型三:制取氧气 11. 实验室用高锰酸钾制取氧气时，不需要用到的仪器是（ ）​ A. 酒精灯​ B. 长颈漏斗​ C. 试管​ D. 集气瓶​ 答案：B。 解析：实验室用高锰酸钾制取氧气，需要的仪器有酒精灯（加热）、试管（装药品）、集气瓶（收集气体）等；长颈漏斗用于固液不加热型装置，如过氧化氢制取氧气，高锰酸钾制取氧气是固体加热型，不需要长颈漏斗，故选 B。 12. 下列关于实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的说法，正确的是（ ）​ A. 二氧化锰是反应物​ B. 反应需要加热​ C. 二氧化锰在反应前后质量和化学性质不变​ D. 该反应属于化合反应​ 答案：C。 解析：过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，二氧化锰是催化剂，不是反应物，A 错误；该反应不需要加热，B 错误；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，C 正确；该反应是 “一变多”，属于分解反应，D 错误，故选 C。 13. 实验室用高锰酸钾制取氧气，实验结束后，正确的操作顺序是（ ）​ ①熄灭酒精灯 ②把导管移出水面 ③熄灭酒精灯​ A. ①②③​ B. ②①​ C. ③②①​ D. ②③①​ 答案：B。 解析：实验室用高锰酸钾制取氧气，实验结束后，为防止水槽中的水倒吸回试管，使试管炸裂，要先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，操作顺序是②①，故选 B。 14. 下列关于氧气收集方法的说法，错误的是（ ）​ A. 氧气不易溶于水，可用排水法收集​ B. 氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集​ C. 用排水法收集氧气时，导管口有气泡冒出就立即收集​ D. 用向上排空气法收集氧气时，导管要伸到集气瓶底部​ 答案：C。 解析：用排水法收集氧气时，刚开始冒出的气泡是装置内的空气，不能立即收集，要等到导管口有连续均匀气泡冒出时再收集，C 错误；A、B、D 说法均正确，故选 C。​ 15. 工业上制取氧气的主要方法是（ ）​ A. 加热高锰酸钾​ B. 分解过氧化氢溶液​ C. 分离液态空气​ D. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 答案：C。 解析：工业上制取大量氧气的主要方法是分离液态空气法，利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离，属于物理变化；A、B、D 是实验室制取氧气的方法，故选 C。 题型四:催化剂 16. 关于催化剂的说法，正确的是（ ）​ A. 催化剂只能加快化学反应速率​ B. 催化剂在化学反应前后的质量和性质都不变​ C. 加入催化剂后，化学反应的生成物质量会增加​ D. 催化剂能改变其他物质的化学反应速率​ 答案：D。 解析：催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里的 “改变” 包括加快和减慢，A 错误；催化剂在化学反应前后的质量和化学性质不变，“性质” 包含物理性质和化学性质，此处应为化学性质，B 错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变生成物的质量，C 错误；D 说法正确，故选 D。 17. 下列关于二氧化锰在过氧化氢分解反应中作用的说法，错误的是（ ）​ A. 二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率​ B. 没有二氧化锰，过氧化氢就不能分解产生氧气​ C. 二氧化锰在反应前后的质量没有发生改变​ D. 二氧化锰在反应前后的化学性质没有发生改变​ 答案：B。 解析：二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，能加快分解速率，A 正确；没有二氧化锰，过氧化氢也能分解产生氧气，只是反应速率较慢，B 错误；催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，C、D 正确，故选 B。 18. 下列有关催化剂的说法，错误的是（ ）​ A. 一种催化剂可以催化多个化学反应​ B. 催化剂不能决定化学反应能否发生​ C. 催化剂的多少会影响化学反应速率​ D. 催化剂在化学反应中属于反应物 答案：D。 解析：一种催化剂可以催化多个化学反应，如二氧化锰可催化过氧化氢和氯酸钾的分解，A 正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能决定反应能否发生，B 正确；催化剂的用量在一定范围内会影响反应速率，C 正确；催化剂在化学反应中不是反应物，其质量和化学性质在反应前后不变，D 错误，故选 D。 题型五：反应类型 19. 下列反应中，属于化合反应的是（ ）​ 答案：C。 解析：化合反应的特点是 “多变一”，即由两种或两种以上物质生成另一种物质。A、D 是 “一变多”，属于分解反应；B 的生成物是两种，不符合 “多变一”；C 是由铁和氧气两种物质生成四氧化三铁一种物质，属于化合反应，故选 C。 20. 关于氧化反应和化合反应的关系，下列说法正确的是（ ）​ A. 化合反应一定是氧化反应​ B. 氧化反应一定是化合反应​ C. 有氧气参加的化合反应一定是氧化反应​ D. 氧化反应不可能是化合反应​ 答案：C。 解析：化合反应强调 “多变一”，氧化反应强调物质与氧的反应，二者没有必然联系。A 错误，如二氧化碳 + 水→碳酸是化合反应，但不是氧化反应；B 错误，如石蜡 + 氧气→二氧化碳 + 水是氧化反应，但不是化合反应；C 正确，有氧气参加的化合反应，反应物中有氧参与，一定是氧化反应；D 错误，如铁 + 氧气→四氧化三铁既是氧化反应也是化合反应，故选 C。 21. 下列关于分解反应的说法，错误的是（ ）​ A. 分解反应的反应物一定是一种​ B. 分解反应的生成物一定是两种​ C. 分解反应属于化学反应的基本类型之一​ D. 实验室制取氧气的反应大多属于分解反应 答案：B。 解析：分解反应的特点是 “一变多”，即由一种物质生成两种或两种以上其他物质。A 正确，反应物一定是一种；B 错误，生成物可以是两种或两种以上，如高锰酸钾分解生成三种物质；C 正确，分解反应是化学反应基本类型之一；D 正确，实验室用高锰酸钾、过氧化氢制取氧气的反应都属于分解反应，故选 B。 二．实验题 1.化学学习小组以“气体的制备”为主题开展跨学科实践活动。实验室现有高锰酸钾、块状大理石、稀盐酸以及下列仪器，请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）甲同学选择气体的发生装置，若选择装置A制取O2，反应的化学方程式为 　﹔ （3）乙同学选择气体的收集装置，若选择装置 　 　（填字母）既可以收集H2，也可以收集O2。 （1）长颈漏斗； （2）2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ （3）F； 【解答】解：（1）由图可知，仪器a的名称是长颈漏斗； （2）装置A属于固体加热型发生装置，试管口有棉花，所以选择加热高锰酸钾制氧气，高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑（3）氢气难溶于水，氧气不易溶于水，均可采用排水法收集，故若选择装置F既可以收集H2，也可以收集O2； 2.下图所示实验装置图回答问题： （1）仪器a的名称为___________________ 。 （2）若实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填序号，下同）___________________ ，该化学反应的文字表达式为________________________________________________________；若用D装置收集氧气其选择依据是_____________________________________________________；验满方法是___________________________________________________ _____________________________________________________；若收集较纯的氧气最好选________________装置，待氧气收集满后，停止反应的操作是___________________________________________________________________________。 （1）试管（2）A；2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑；氧气的密度比空气的密度大，与空气不发生反应；将带火星的木条接近集气瓶口，若木条复燃，则说明氧气已满；C；先撤出导气管，再熄灭酒精灯 【解析】（1）仪器a的名称为试管； （2）实验室用高锰酸钾加热制取氧气，属于加热固体制取氧气，反应装置应选A，加热高锰酸钾制取氧气时，高锰酸钾分解生成了锰酸钾、二氧化锰、水，反应的文字表达式是：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑；若用D装置收集氧气，D装置属于向上排空气法收集气体，可得出选择依据是：氧气的密度大于空气的密度；氧气能支持燃烧，可得出验满的方法是：将带火星的木条伸入到瓶口处，若木条复燃，则证明收集满了，若收集较纯的氧气最好选C 装置，待氧气收集满后，停止反应的操作是将导管从水槽中移出； 模拟题练习 1. （2025・广州模拟）下列关于氧气性质的描述，错误的是（ ）​ A. 氧气是一种无色无味的气体​ B. 氧气在低温、高压时能变为液体或固体​ C. 氧气易溶于水，所以鱼能在水中生存​ D. 氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应​ 答案：C。 解析：氧气是无色无味的气体，A 正确；在低温、高压时氧气能变为液体或固体，B 正确；氧气不易溶于水，1L 水中大约能溶解 30mL 氧气，鱼能在水中生存是因为水中溶有少量氧气，C 错误；氧气化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应，D 正确。 2. （2025・深圳模拟）下列物质在氧气中燃烧，火星四射、生成黑色固体的是（ ）​ A. 木炭 B. 铁丝 C. 红磷 D. 硫粉​ 答案：B。 解析：木炭在氧气中燃烧发出白光，A 错误；铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成黑色固体，B 正确；红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，C 错误；硫粉在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰，D 错误。 3. （2025・佛山真题）实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）​ A. 大试管、集气瓶​ B. 酒精灯、铁架台​ C. 烧杯、玻璃棒​ D. 导管、单孔塞​ 答案：C。 解析：实验室用高锰酸钾制取氧气，需要大试管装药品，集气瓶收集气体，A 需要；酒精灯加热，铁架台固定装置，B 需要；该实验不需要进行溶解、过滤等操作，所以不需要烧杯和玻璃棒，C 不需要；导管用于导出气体，单孔塞用于塞住试管，D 需要。 4. （2025・东莞模拟）在过氧化氢溶液制取氧气的实验中，关于二氧化锰的说法正确的是（ ）​ A. 二氧化锰是反应物​ B. 二氧化锰能增加氧气的产量​ C. 二氧化锰在反应前后质量和性质都不变​ D. 二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率​ 答案：D。 解析：在过氧化氢溶液制取氧气的实验中，二氧化锰是催化剂。催化剂不是反应物，A 错误；催化剂不能增加生成物的产量，B 错误；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，物理性质可能改变，C 错误；催化剂能加快过氧化氢分解的速率，D 正确。​ 5. （2025・珠海模拟）下列反应属于化合反应的是（ ）​ 答案：C。 解析：化合反应的特点是 “多变一”。A 是 “一变多”，属于分解反应；B 的生成物是两种，不符合 “多变一”；C 是由铁和氧气两种物质生成四氧化三铁一种物质，属于化合反应；D 是 “一变多”，属于分解反应。 6. （2025・惠州模拟）下列关于氧气用途的叙述，错误的是（ ）​ A. 医疗急救时需要氧气，因为氧气能供给呼吸​ B. 氧气可用于气焊，是因为氧气具有可燃性​ C. 潜水员需要携带氧气瓶，是因为水下氧气含量低​ D. 火箭发射利用液氧作为助燃剂，帮助燃料燃烧​ 答案：B。 解析：医疗急救利用氧气能供给呼吸，A 正确；氧气可用于气焊，是因为氧气能支持燃烧，具有助燃性，而不是可燃性，B 错误；水下氧气含量低，潜水员需携带氧气瓶，C 正确；火箭发射利用液氧助燃，帮助燃料燃烧，D 正确。 7. （2025・汕头真题）工业上制取氧气的主要方法是（ ）​ A. 加热高锰酸钾​ B. 分离液态空气​ C. 分解过氧化氢溶液​ D. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物​ 答案：B。 解析：工业上制取氧气主要采用分离液态空气法，利用液态氮和液态氧的沸点不同进行分离，属于物理变化；A、C、D 是实验室制取氧气的方法。 8. （2025・江门模拟）下列关于氧气的说法，正确的是（ ）​ A. 氧气能支持燃烧，可作燃料​ B. 氧气能跟所有物质发生氧化反应​ C. 水中的生物能依靠微溶于水中的氧气而生存​ D. 带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃 答案：C。 解析：氧气能支持燃烧，但本身不能燃烧，不能作燃料，A 错误；氧气不能跟所有物质发生氧化反应，B 错误；氧气不易溶于水，但水中溶有少量氧气，水中生物依靠微溶于水的氧气生存，C 正确；带火星的木条在氧气浓度较高时才能复燃，若氧气浓度较低，带火星木条不一定复燃，D 错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 氧气 一、氧气的物理性质 1. 通常状况下，氧气是无色无味的气体。 2. 氧气不易溶于水，在室温下，1L 水中大约能溶解 30mL 氧气 。 3. 在标准状况下，氧气的密度为 1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。 4. 氧气有三态变化，在加压降温时，氧气可变成淡蓝色的液体，甚至变成淡蓝色雪花状固体。 二、氧气的化学性质 氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能与许多物质发生化学反应，同时放出热量，氧气具有氧化性，在反应中提供氧，是一种常用的氧化剂。 （一）氧气与非金属单质的反应 1. 炭在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：C +O2 点燃 CO2 2. 现象：在空气中，木炭红热，无烟无焰； 在氧气中，剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 6. 硫在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：S+ O2 点燃 SO2 2. 现象：在空气中，硫燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出热量； 在氧气中，硫燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体，放出热量。 3. 注意：硫燃烧生成的二氧化硫是空气污染物之一，实验应在通风橱中进行，或在集气瓶底部预先放少量水或氢氧化钠溶液，以吸收二氧化硫，防止污染空气。 7. 红磷在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：4P +5O2 点燃 2P2O5 2. 现象：在空气中，红磷燃烧产生黄白色火焰，伴有大量白烟，放出热量； 在氧气中，红磷燃烧更加剧烈，产生大量白烟，放出热量。 3. 注意：白烟是五氧化二磷固体小颗粒，不是气体。 （二）氧气与金属单质的反应 1. 铁丝在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：3Fe +2O2 点燃 Fe3O4 2. 现象：在空气中，铁丝红热，不能燃烧； 在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量热量，生成黑色固体。 注意：①铁丝要打磨干净，以除去表面的铁锈等杂质，利于铁丝燃 ； ②铁丝要绕成螺旋状，以增大铁丝与氧气的接触面积； ③在集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，使集气瓶炸裂。 9. 镁条在氧气中燃烧 1. 化学反应方程式：2Mg+ O2 点燃 2MgO 2. 现象：在空气中，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体； 在氧气中，燃烧现象更加剧烈。 3. 注意：镁条燃烧时发出的强光会对眼睛造成伤害，观察时应注意保护眼睛。 （三）氧气与化合物的反应 1. 蜡烛在氧气中燃烧 1. 现象：在空气中，蜡烛燃烧发出黄色火焰，火焰分三层，外焰最亮，内焰最暗，放出热量，稍有黑烟； 在氧气中，蜡烛剧烈燃烧，发出白光，放出热量，瓶壁上有水雾出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。 2. 文字表达式：石蜡 + 氧气→二氧化碳 + 水 3. 注意：蜡烛是混合物，其主要成分是石蜡，这里用文字表达式表示蜡烛燃烧的反应，无法写出对应的符号表达式。 三、氧气的用途 1. 供给呼吸：用于医疗急救、潜水、登山、航空等。例如，病人在手术或急救时需要吸氧；潜水员潜水时需携带氧气瓶；登山运动员和飞行员在高空缺氧环境下也需要补充氧气 。 1. 支持燃烧：用于气焊、气割、炼钢、宇航等。例如，气焊、气割时利用氧气与乙炔等可燃气体混合燃烧产生的高温来焊接或切割金属；炼钢过程中通入氧气，可除去生铁中多余的碳等杂质；火箭发射时，液氧作为助燃剂，与燃料混合燃烧产生巨大的推力。 四、氧气的制取 （一）氧气的工业制法 1. 分离液态空气法 1. 原理：利用液态氮和液态氧的沸点不同，通过蒸发将它们分离。在低温下加压，使空气液化，然后升温，液态氮的沸点（-196℃）比液态氧的沸点（-183℃）低，氮气先蒸发出来，剩下的主要是液态氧。 2. 注意：该过程属于物理变化，因为没有新物质生成，只是利用沸点差异对空气中的成分进行分离。 14. 膜分离技术法：利用一种具有富集氧气功能的薄膜，在一定压力下，让空气通过薄膜，使氧气的含量得到富集，从而得到含氧量较高的富氧空气。这种方法设备简单、操作方便，但得到的氧气纯度相对较低。 （二）氧气的实验室制法 1. 加热高锰酸钾制取氧气 1. 药品：高锰酸钾（紫黑色固体） 2. 反应原理：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑ 3. 实验装置： 1. 发生装置：固体加热型装置，包括酒精灯、铁架台（带铁夹）、试管、带导管的单孔橡皮塞等。试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流到热的试管底部，使试管炸裂；试管内的导管只需刚刚露出橡皮塞，便于气体导出；试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。 2. 收集装置： 1. 排水法收集：因为氧气不易溶于水且不与水反应，可用排水法收集。优点是收集的氧气较纯净，缺点是不干燥。收集时，当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集，当瓶口有大气泡冒出时，说明氧气已收集满。 2. 向上排空气法收集：因为氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集。优点是收集的氧气较干燥，缺点是不纯。收集时，导管要伸到集气瓶底部，以便将瓶内空气全部排出。验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明氧气已收集满。 4. 实验步骤： 1. 查：连接装置，检查装置的气密性。将导管一端浸入水中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，说明装置气密性良好。 2. 装：将高锰酸钾装入试管，在试管口塞一团棉花，然后用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口。 3. 定：将试管固定在铁架台上，铁夹应夹在距离试管口约 1/3 处，试管口略向下倾斜。 4. 点：点燃酒精灯，先使试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位集中加热。 5. 收：用排水法或向上排空气法收集氧气。 6. 移：实验结束后，先把导管从水槽中移出水面。 7. 熄：最后熄灭酒精灯。 5. 注意事项： 1. 加热时要先预热，再集中加热药品部位，防止试管受热不均破裂。 2. 用排水法收集氧气时，开始冒出的气泡是空气，不能立即收集，要等到气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的氧气不纯。 3. 实验结束时，要先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸回热的试管，使试管炸裂。 2.过氧化氢溶液制取氧气 1. 药品：过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（黑色固体） 2. 反应原理：2H2O2 MnO2 2H2O +O2↑ 3. 实验装置： 1. 发生装置：固液不加热型装置，包括锥形瓶、长颈漏斗（或分液漏斗）、带导管的双孔橡皮塞等。若用长颈漏斗，其下端管口要伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；若用分液漏斗，可以控制液体的滴加速度，从而控制反应速率。 2. 收集装置：同加热高锰酸钾制取氧气的收集装置，可采用排水法或向上排空气法收集氧气。 4. 实验步骤： 1. 查：检查装置的气密性。关闭分液漏斗的活塞（或用止水夹夹住橡皮管），向长颈漏斗中加水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。 2. 装：先在锥形瓶中加入二氧化锰，然后从长颈漏斗（或分液漏斗）加入过氧化氢溶液。 3. 收：用排水法或向上排空气法收集氧气。 5. 注意事项： 1. 过氧化氢溶液应现用现配，防止过氧化氢分解变质。 2. 二氧化锰在反应中起催化作用，能加快过氧化氢的分解速率，但本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。 五、催化剂和催化作用 1. 催化剂：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 1. 特点：“一变两不变” 3. “一变”：改变其他物质的化学反应速率，这里的改变包括加快和减慢两种情况，但在初中阶段，一般涉及的催化剂都是加快反应速率的。 4. “两不变”：催化剂本身的质量和化学性质在反应前后不变。需要注意的是，催化剂的物理性质可能会发生改变，例如形状、颗粒大小等。 5. 注意事项： 1. 催化剂不能改变生成物的质量，只能改变反应速率。例如，使用催化剂不能使过氧化氢分解产生更多的氧气，只是使反应更快地进行。 2. 催化剂不是反应物也不是生成物，它只是参与了反应过程，在反应前后其化学性质和质量保持不变。 3. 一种催化剂只针对某一反应或某一类反应，不同的反应可能需要不同的催化剂。例如，二氧化锰是过氧化氢分解和氯酸钾分解的催化剂，但对其他一些反应可能没有催化作用。 4. 某一反应的催化剂可能不只一种，如硫酸铜溶液、氧化铁等也可以作为过氧化氢分解的催化剂，只是催化效果可能与二氧化锰有所不同。 六、反应类型 1. 化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。特点是 “多变一”，用字母表示为 A + B +→AB。例如： 红磷在空气中燃烧：4P +5O2 点燃 2P2O5 碳在氧气中充分燃烧：C +O2 点燃 CO2 氢气在空气中燃烧：2H2 +O2 点燃 2H2O 1. 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。特点是 “一变多”，用字母表示为 AB→A + B。例如： 实验室用双氧水制氧气：2H2O2 MnO2 2H2O +O2↑ 加热高锰酸钾：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑ 碳酸化学性质不稳定而分解：H2CO3 H2O +CO2↑ 1. 氧化反应：物质与氧发生的反应。这里的 “氧” 既包括氧气中的氧，也包括含氧化合物中的氧。在初中阶段，一般重点研究物质与氧气发生的反应。氧化反应分为剧烈氧化和缓慢氧化。 5. 剧烈氧化：燃烧、爆炸等现象明显、反应剧烈的氧化反应。例如，铁丝在氧气中燃烧、氢气在空气中燃烧等都是剧烈氧化反应。 6. 缓慢氧化：进行得很慢，甚至不容易被察觉的氧化反应。例如，铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸等都是缓慢氧化反应。缓慢氧化虽然不剧烈，但也会放出热量，若热量不能及时散失，可能会引发自燃现象，如白磷自燃。 巩固练习 题型一:氧气的性质 1. 下列关于氧气物理性质的说法，正确的是（ ）​ A. 氧气易溶于水​ B. 氧气在通常状况下是淡蓝色气体​ C. 氧气的密度比空气小​ D. 液态氧是淡蓝色的​ 2. 下列物质在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰的是（ ）​ A. 木炭 B. 硫​C. 红磷​D. 铁丝​ 3. 下列关于氧气化学性质的描述，错误的是（ ）​ A. 氧气具有氧化性​ B. 氧气能支持燃烧​ C. 氧气在常温下能与所有物质发生反应​ D. 氧气是一种常用的氧化剂​ 4. 下列现象能说明氧气具有助燃性的是（ ）​ A. 氧气能供给呼吸​ B. 铁丝在氧气中能剧烈燃烧​ C. 氧气不易溶于水​ D. 氧气在一定条件下能变成淡蓝色液体​ 题型二:燃烧现象 5. 下列关于物质在氧气中燃烧现象的描述，不正确的是（ ）​ A. 木炭燃烧，发出白光​ B. 红磷燃烧，产生大量白烟​ C. 铁丝燃烧，生成白色固体​ D. 镁条燃烧，发出耀眼白光 6. 木炭在氧气中燃烧时，观察到的现象是（ ）​ A. 产生淡蓝色火焰​ B. 发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体​ C. 火星四射，生成黑色固体​ D. 产生大量白烟​ 7. 硫在氧气中燃烧的实验现象描述正确的是（ ）​ A. 发出微弱的淡蓝色火焰​ B. 生成有刺激性气味的二氧化硫气体​ C. 发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体​ D. 剧烈燃烧，火星四射​ 8. 铁丝在氧气中燃烧的过程中，下列实验现象的描述错误的是（ ）​ A. 剧烈燃烧​ B. 火星四射​ C. 生成白色固体​ D. 放出大量的热​ 9. 红磷在氧气中燃烧时，产生的明显现象是（ ）​ A. 发出耀眼的白光​ B. 产生大量白雾​ C. 产生大量白烟​ D. 生成黑色固体​ 10. 镁条在氧气中燃烧的现象，下列说法正确的是（ ）​ A. 产生蓝紫色火焰​ B. 发出耀眼的白光，生成白色固体​ C. 生成有刺激性气味的气体​ D. 火星四射，生成黑色固体 题型三:制取氧气 11. 实验室用高锰酸钾制取氧气时，不需要用到的仪器是（ ）​ A. 酒精灯​ B. 长颈漏斗​ C. 试管​ D. 集气瓶​ 12. 下列关于实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的说法，正确的是（ ）​ A. 二氧化锰是反应物​ B. 反应需要加热​ C. 二氧化锰在反应前后质量和化学性质不变​ D. 该反应属于化合反应​ 13. 实验室用高锰酸钾制取氧气，实验结束后，正确的操作顺序是（ ）​ ①熄灭酒精灯 ②把导管移出水面 ③熄灭酒精灯​ A. ①②③​ B. ②①​ C. ③②①​ D. ②③①​ 14. 下列关于氧气收集方法的说法，错误的是（ ）​ A. 氧气不易溶于水，可用排水法收集​ B. 氧气的密度比空气略大，可用向上排空气法收集​ C. 用排水法收集氧气时，导管口有气泡冒出就立即收集​ D. 用向上排空气法收集氧气时，导管要伸到集气瓶底部​ 15. 工业上制取氧气的主要方法是（ ）​ A. 加热高锰酸钾​ B. 分解过氧化氢溶液​ C. 分离液态空气​ D. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 题型四:催化剂 16. 关于催化剂的说法，正确的是（ ）​ A. 催化剂只能加快化学反应速率​ B. 催化剂在化学反应前后的质量和性质都不变​ C. 加入催化剂后，化学反应的生成物质量会增加​ D. 催化剂能改变其他物质的化学反应速率​ 17. 下列关于二氧化锰在过氧化氢分解反应中作用的说法，错误的是（ ）​ A. 二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率​ B. 没有二氧化锰，过氧化氢就不能分解产生氧气​ C. 二氧化锰在反应前后的质量没有发生改变​ D. 二氧化锰在反应前后的化学性质没有发生改变​ 18. 下列有关催化剂的说法，错误的是（ ）​ A. 一种催化剂可以催化多个化学反应​ B. 催化剂不能决定化学反应能否发生​ C. 催化剂的多少会影响化学反应速率​ D. 催化剂在化学反应中属于反应物 题型五：反应类型 19. 下列反应中，属于化合反应的是（ ）​ 20. 关于氧化反应和化合反应的关系，下列说法正确的是（ ）​ A. 化合反应一定是氧化反应​ B. 氧化反应一定是化合反应​ C. 有氧气参加的化合反应一定是氧化反应​ D. 氧化反应不可能是化合反应​ 21. 下列关于分解反应的说法，错误的是（ ）​ A. 分解反应的反应物一定是一种​ B. 分解反应的生成物一定是两种​ C. 分解反应属于化学反应的基本类型之一​ D. 实验室制取氧气的反应大多属于分解反应 二．实验题 1.化学学习小组以“气体的制备”为主题开展跨学科实践活动。实验室现有高锰酸钾、块状大理石、稀盐酸以及下列仪器，请回答下列问题： （1）仪器a的名称是 　 　。 （2）甲同学选择气体的发生装置，若选择装置A制取O2，反应的化学方程式为 　﹔ （3）乙同学选择气体的收集装置，若选择装置 　 　（填字母）既可以收集H2，也可以收集O2。 2.下图所示实验装置图回答问题： （1）仪器a的名称为___________________ 。 （2）若实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填序号，下同）___________________ ，该化学反应的文字表达式为________________________________________________________；若用D装置收集氧气其选择依据是_____________________________________________________；验满方法是___________________________________________________ _____________________________________________________；若收集较纯的氧气最好选________________装置，待氧气收集满后，停止反应的操作是___________________________________________________________________________。 模拟题练习 1. （2025・广州模拟）下列关于氧气性质的描述，错误的是（ ）​ A. 氧气是一种无色无味的气体​ B. 氧气在低温、高压时能变为液体或固体​ C. 氧气易溶于水，所以鱼能在水中生存​ D. 氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生反应​ 2. （2025・深圳模拟）下列物质在氧气中燃烧，火星四射、生成黑色固体的是（ ）​ A. 木炭 B. 铁丝 C. 红磷 D. 硫粉​ 3. （2025・佛山真题）实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（ ）​ A. 大试管、集气瓶​ B. 酒精灯、铁架台​ C. 烧杯、玻璃棒​ D. 导管、单孔塞​ 4. （2025・东莞模拟）在过氧化氢溶液制取氧气的实验中，关于二氧化锰的说法正确的是（ ）​ A. 二氧化锰是反应物​ B. 二氧化锰能增加氧气的产量​ C. 二氧化锰在反应前后质量和性质都不变​ D. 二氧化锰能加快过氧化氢分解的速率​ 5. （2025・珠海模拟）下列反应属于化合反应的是（ ）​ 6. （2025・惠州模拟）下列关于氧气用途的叙述，错误的是（ ）​ A. 医疗急救时需要氧气，因为氧气能供给呼吸​ B. 氧气可用于气焊，是因为氧气具有可燃性​ C. 潜水员需要携带氧气瓶，是因为水下氧气含量低​ D. 火箭发射利用液氧作为助燃剂，帮助燃料燃烧​ 7. （2025・汕头真题）工业上制取氧气的主要方法是（ ）​ A. 加热高锰酸钾​ B. 分离液态空气​ C. 分解过氧化氢溶液​ D. 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物​ 8. （2025・江门模拟）下列关于氧气的说法，正确的是（ ）​ A. 氧气能支持燃烧，可作燃料​ B. 氧气能跟所有物质发生氧化反应​ C. 水中的生物能依靠微溶于水中的氧气而生存​ D. 带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃 学科网（北京）股份有限公司 $$