第2章 专题特训一 氧气的性质及制取-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册化学(沪教版2024)

22 专题特训一　氧气的性质及制取 ▶ “答案与解析”见P10 类型一 氧气的性质 1. (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,如图所 示为纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。下列 说法中,不正确的是 ( ) (第1题) A. 水可防止生成物溅落炸裂瓶底 B. 气球先膨胀后又变小 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 2. 氧气与某些物质反应的转化关系如图所示 (部分反应条件已略去)。 (第2题) (1) 写出物质名称:X ;Z 。 (2) 写出反应④的文字表达式: ,该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化反应。 (3) 反应③的基本反应类型为 (填 “化合”或“分解”)反应。 (4) 由图可知,氧气是化学性质比较 (填“活泼”或“不活泼”)的气体。 3. 如图Ⅰ所示为同学们对硫在氧气中燃烧的实 验做出的改进,在火焰熄灭后发现硫有剩余, 硫为什么会熄灭呢? 每个人都提出了不同的 猜想。 (第3题) [提出猜想] 甲同学猜想:硫燃烧耗尽了瓶内的氧气,所以 它熄灭了。 乙同学猜想:硫燃烧后瓶内二氧化硫(不支持 硫的燃烧)浓度过高导致硫熄灭。 丙同学猜想: 。 [设计实验] 丙同学设计了如图Ⅱ所示实验 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 熄灭了 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 [实验反思] (1) 实验Ⅰ中火焰的颜色如何变化? 。 (2) 实验Ⅰ的优点有 。 (3) 实验Ⅱ中集气瓶内装细沙的作用是 。 (4) 教材里测定空气中氧气含量的实验,使 用红磷而不用硫粉的原因是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(沪教版)九年级上 23 类型二 氧气的制取 4. 用W形玻璃管进行如图所示微型实验:先给 a处的物质加热使之燃烧,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4题) A. 若a处的粉末是木炭粉,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反 应的催化剂 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,燃烧得越 剧烈的结论 5. (2025·北京期末)利用图甲所示装 置研究 H2O2 的分解反应,所得结 果如图乙所示。下列说法中,不正 确的是 ( ) (第5题) A. 图乙中的a点对应的操作是推动注射器活塞 B. 对比b 点和e 点不能验证反应速率与 H2O2的浓度有关 C. 对比c 点和e 点可以验证反应速率与 H2O2的浓度有关 D. 该实验不能证明 MnO2 对H2O2 的分解 起催化作用 6. (2024·珠海期中)现有如图甲所示实验装 置,结合装置回答问题。 (第6题甲) (1) 写出图中标号仪器的名称:① ; ② ;③ 。 (2) 实验室若用分解过氧化氢的方法来制取 氧气,可以选用的发生装置为 (填字 母);若用F装置装满水来收集氧气,则氧气 应该从 (填“a”或“b”)端通入。 (3) 若用加热高锰酸钾的方法制取氧气,可 选用的发生和收集装置组合为 (填 字母);试管口放一团棉花,是为了防止加热 时试管内 进入导管。 (4) 查阅资料得知:氨气(NH3)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。实验室制取氨气的装置组合可以选用 (填字母)。 (5) 若用图乙所示方法收集氧气:图Ⅰ的集 气瓶中事先装有80%的水,用排水法收集氧 气后,集气瓶中仍留有15%的水(如图Ⅱ所 示),图Ⅱ集气瓶气体中氧气的体积分数是 (空气中氧气的体积分数为21%, 结果精确到0.01%)。 (第6题乙) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　空气与水资源 25mL,通入氧气的体积和通入空气的体积比约为25mL∶ (100mL-25mL)=1∶3。 气体发生装置和收集装置的选择 根据所用反应物的状态和反应条件选择发生装置, 根据所制备气体的性质(在水中的溶解性、该气体的密 度和空气密度的相对大小,能否与水或空气中的成分发 生化学反应)选择收集装置。用长颈漏斗时,必须保证 长颈漏斗的下端管口在液面以下,防止产生的气体从长 颈漏斗的下端管口逸出;用分液漏斗时,不需要保证其 下端管口在液面以下,只要关闭分液漏斗的活塞即可。 要注意用氯酸钾和高锰酸钾制取氧气所用发生装置的 不同之处。 专题特训一　氧气的性质及制取 1. 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,且纳米铁粉燃烧 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。 2. (1) 二氧化硫 四氧化三铁 (2) 红磷+氧气 点燃 →五氧 化二磷 属于 (3) 化合 (4) 活泼 解析:(1) 硫和氧气 在点燃条件下反应生成的X是二氧化硫;铁和氧气在点燃 条件下反应生成的Z是四氧化三铁。(2) 反应④为红磷和 氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷,该反应的文字表 达式为红磷+氧气 点燃 →五氧化二磷,该反应是物质与氧气 发生的反应,属于氧化反应。(3) 反应③为铁和氧气在点 燃条件下反应生成四氧化三铁,该反应是两种物质反应生 成一种物质,符合“多变一”的特点,属于化合反应。(4) 由 图可知氧气可以与多种物质发生反应,所以说氧气的化学 性质比较活泼。 3. [提出猜想] 瓶内虽有氧气,但氧气的浓度较低,导致硫 熄灭 [设计实验] 白烟 [实验反思] (1) 开始为蓝紫色 火焰,一段时间后变为淡蓝色火焰 (2) 没有有害气体逸 出,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,而硫燃烧生成二氧化硫气体,影 响实验结果(合理答案均可) 解析:[提出猜想] 硫燃烧消 耗了瓶内的氧气,氧气浓度过低时,可能导致硫熄灭。[设 计实验] 根据实验现象“红磷燃烧”可知,除放热外还会产 生白烟。[实验反思] (1) 实验Ⅰ中,开始时氧气的浓度较 高,火焰颜色为蓝紫色,随着燃烧的进行,氧气的浓度逐渐 降低,火焰颜色逐渐变为淡蓝色。(2) 实验Ⅰ的装置密封, 且集气瓶中的水能吸收全部二氧化硫,所以实验Ⅰ的优点 是没有有害气体逸出,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Ⅱ中 集气瓶内装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 气比硫更加彻底,使实验结果更加准确,而硫燃烧生成二 氧化硫气体,影响实验结果。 4. 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反应的催化剂,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反应前后不 变,B错误;推入过氧化氢溶液后,不需要对准二氧化锰处 加热就能产生氧气,C错误;产生氧气越多,反应越剧烈,本 实验可以得出氧气浓度越大,燃烧得越剧烈的结论, D正确。 5. B 解析:a点时恰好是装置中氧气体积分数升高的起 始点,故a点对应的操作是推动注射器活塞,之后反应开 始、过氧化氢分解、氧气体积分数升高,A正确;b点和e点 可理解为氧气体积分数升高至约24.3%时,所需的时间, 其中e点所需时间大于b点,表明过氧化氢溶液浓度越大, 反应速率越快,B不正确;c点和e点可理解为反应一定时 间,不同浓度过氧化氢溶液反应体系下氧气体积分数升高 的值,其c点氧气体积分数升高更大,表明过氧化氢溶液浓 度越大,反应速率越快,C正确;该实验的变量是过氧化氢 溶液的浓度,两组实验均有二氧化锰,故不能证明 MnO2 对H2O2的分解起催化作用,D正确。 6. (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) 81.41% 解析:(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条件下 常温分解,故固液混合不需加热的发生装置选A;氧气密度 比水小且不易溶于水,若用F装置装满水收集氧气,则氧 气应该从a端通入。(3) 加热高锰酸钾制取氧气为固体需 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01 要加热装置,故发生装置选B;氧气密度比空气大且不易溶 于水,收集装置可选D或E或F。为防止加热时试管内粉 末状物质随气流进入导管,需要在试管口放一团棉花。 (4) 加热氯化铵和氢氧化钙两种固体混合物来制备氨气 时,发生装置选B;氨气密度比空气小,极易溶于水,收集装 置选用向下排空气法的C或F。(5) 设集气瓶的容积为 V,开始时集气瓶中装有80%的水,此时集气瓶中装有 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,排水收集氧气的体积为0.65V,故此时气体中氧 气的体积分数=0.2V×21%+0.65V0.85V ×100%≈81.41% 。 第4节　水的组成和净化 第1课时 水的组成 1. D 2. C 3. D 解析:若氧气与氢气反应重新生成了水,则消耗的氧 气与氢气的体积比也为1∶2,对生成氧气与氢气的体积比 没有影响,D 符合题意。 4. C 解析:电解水时,电源的正极产生氧气,负极产生氢 气,注射器Ⅱ与电源负极相连,产生的是氢气,氢气点燃前 要先检验纯度,A正确;电解水时,电源的正极产生氧气, 负极产生氢气,且产生的氢气与氧气的体积比约为2∶1, 注射器Ⅰ接正极,产生的是氧气,若注射器Ⅰ的活塞移动 至5mL刻度线处,则理论上注射器Ⅱ的活塞应移动至 10mL刻度线处,B正确;图乙中反应Ⅱ为氧化亚铁与水反 应生成氢气和四氧化三铁,不符合“一变多”的特点,不属 于分解反应,C错误;图甲需要通电,消耗电能;图乙在催化 剂的作用下,利用太阳能使水分解,因此图乙方法的优点 是节约能源、成本较低,D正确。 5. (1) 增强导电性 (2) [提出猜想] 电极上分别生成了 氢气和氯气 [设计实验] 2 轻微爆鸣声 [实验反思] 氯 化钠+水 通电 →氢氧化钠+氢气+氯气 [反思与评价] 不 可以 氯化钠参与反应,影响实验 解析:(2) [设计实 验] ① 按照题图所示连接好实验装置,通电一段时间后, 用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观 察到a试管收集到黄绿色气体,b试管收集到无色气体,而 氢气和氧气均为无色气体,由此可知,猜想2肯定是错误 的。② 氢气具有可燃性,所以用拇指堵住b试管,移近点 燃的酒精灯,松开拇指,会听到轻微爆鸣声。[实验反思] 由 实验现象可知,氯化钠和水在通电的条件下生成氢氧化 钠、氢气和氯气,文字表达式为氯化钠+水 通电 →氢氧化钠+ 氢气+氯气。[反思与评价] 由实验现象可知,电解水的实 验中,若水中加入氯化钠,其中的氯化钠也参与反应生成 氯气而影响实验,所以电解水时不可以加入少量的氯化钠 溶液。 6. (1) 氢气(或H2) (2) 水+铁 高温 →氢气+四氧化三铁 (3) ad (4) 刚开始时,负极与正极产生的气体体积比大于 2∶1 4 解析:(1) 由英国化学家卡文迪许制得的“可燃 空气”在纯氧中燃烧生成水可知,该“可燃空气”的成分为氢 气。(2) 水和铁在高温条件下反应生成氢气和四氧化三铁 据此写出该反应的文字表达式。(3) 氢氧化钠可以增强溶 液的导电性,a正确;电解实验过程中是将电能转化为化学 能,b错误;管A和管B中气体的体积比为1∶2,质量之比 不等于1∶2,c错误;电解水时,产生的气体体积远大于消 耗的水的体积,所以管A、B中的水被挤压进入中间的玻璃 管,导致玻璃管中液面上升,d正确。 第2课时 水的净化和综合利用 1. B 2. (1) B A (2) 过滤 明矾 (3) 混合物 (4) 蒸馏 (5) ① 玻璃棒 引流 ② 滤纸没有紧贴漏斗内壁(合理答 案均可) ③ 滤纸破损(合理答案均可) 解析:(5) ① 过 滤操作还需用到玻璃棒,其作用是引流。② 在操作过程 中,过滤得很慢可能是因为滤纸没有紧贴漏斗内壁等。 ③ 过滤后发现滤液仍然浑浊,可能的原因是滤纸破损或漏 斗内液面高于滤纸边缘等。 涉及水的净化的有关知识 1. 过滤只能除去水中的不溶性杂质,不能除去水中 的可溶性杂质,更不能得到纯净的水。 2. 吸附性是物理性质,活性炭吸附水中的颜色、异 味的过程发生的是物理变化,而水的杀菌消毒过程发生 的是化学变化。 3. 硬水与软水的本质区别是含钙、镁的可溶性物质 的多少不同,而不能错误地认为硬水是混合物,软水是 纯净物。降低水的硬度的方法为煮沸或蒸馏,而沉降、 过滤、吸附均不能降低水的硬度。 3. D 解析:过滤的操作要点是“一贴、二低、三靠”;过滤时 不能用玻璃棒搅动液体,否则易造成滤纸破损,影响过滤 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 11