第二单元 专题特训一 氧气的性质及制取&跨学科实践活动1-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册化学(人教版2024)

20 专题特训一　氧气的性质及制取 ▶ “答案与解析”见P8 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后的固体中 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 (第2题) 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 ( ) 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. 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3题) (1) 写出各物质的名称: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。 4. 如图所示,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 会熄灭呢? 同学们提出了不同的猜想。 (第4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,塞紧橡 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1中火焰颜色的变化情况是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级上 21 (2) 与教材里的实验相比,实验1的优点是 。 (3) 实验2中集气瓶内垫细沙的作用是 。 (4) 教材里探究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. 用W形玻璃管进行如图所示的微型实验:先 给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5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 6. 利用图甲装置研究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6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溶液的浓度有关 C. 对比c 点和e 点可以验证反应速率与 H2O2溶液的浓度有关 D. 该实验不能证明 MnO2 对H2O2 的分解 起催化作用 7. (2024·珠海期中)现有如图甲所示的实验装 置,结合该图回答下列问题: (第7题甲) (1) 写出图甲中标号仪器的名称:① ; ② ;③ 。 (2) 实验室若用分解过氧化氢溶液的方法来 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,则 可选用的发生和收集装置组合为 (填字母)。 (4) 查阅资料得知:氨气是一种无色、有刺激 性气味的气体,密度比空气的小,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) 若用如图乙所示的方法收集氧气:图Ⅰ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Ⅱ所示),图Ⅱ集气瓶内气体 中氧气的体积分数约为 (结果精确至 0.1%,空气中氧气的体积分数约为21%)。 (第7题乙) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第二单元　空气和氧气 22 跨学科实践活动1　微型空气质量 “检测站”的组装与使用 ▶ “答案与解析”见P9 1. 微型空气质量检测仪是一种检测空气污染指 数的仪器。化学兴趣小组的同学利用该仪器 和实验探究等方法检测某工业园区空气的成 分,并绘制了相关图像。分析如图所示的信 息,所得结论正确的是 ( ) (第1题) A. ①中初始能量来自电能 B. ①中显示屏上可显示出二氧化碳的含量 C. ②中装置气密性不好会使测量结果偏大 D. ③中Q 点表示打开弹簧夹的最佳时刻 2. (2024·太原质检改编)2022年底,《山西省 空气质量再提升2022-2023年行动计划》正 式对外发布。其中提出,要力争实现11个设 区市环境空气质量综合指数在全国168个重 点城市中排名上升。某校实践小组的同学们 在老师的组织下,以空气质量“检测站”为载 体,从多个角度对空气污染物的监测、成分、 处理等开展了项目化学习。 任务一:微型空气“检测站”监测空气质量。 [调查研究] 微型空气“检测站”可在 等位置呈网状铺设。可实现对空气污 染物、风向、风速、温度、湿度、气压等的监测。 [反思与评价] 某地每日定时在路面洒水,其 好处是 。 任务二:实验探究本地空气中是否存在二氧 化硫。 [背景研究] 山西能源结构以煤为主,燃煤可 能会产生二氧化硫、 (填一种即 可)等空气污染物。 [提出问题] 本地空气是否含有二氧化硫? [查阅资料] 二氧化硫能使红色的品红溶液 褪色,常用于检验二氧化硫。 [进行实验] 实验步骤 实验现象 实验结论 将收集的本地空气 通入盛有少量品红 溶液的试管中 试管中溶液 的红色褪去 [归纳与总结] 煤中含有的硫燃烧生成二氧 化硫的文字表达式为 , 硫在空气中燃烧的现象为 。 任务三:设计改善空气质量的宣传活动。 活动 主题 践行绿色发展理念, 保护“城市之肺” 活动 对象 本校师生 时间 地点 ✕月✕日上午,✕ ✕小区 活动 形式 ① 演讲 ② 微型空气质量 “检测站”展示操作 [成果分享] 同学们通过各种方式,认识到 空气质量监测的重要性,学会了微型空气质 量“检测站”的使用方法。在本次项目化学习 活动中,同学们提出了许多合理化的建议。 为改善空气质量,作为中学生,你可以做的是 (答一种即可)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级上 第2课时 实验室制取氧气 氧气的工业制法 1. D 2. C 3. (1) -196℃~-183℃ (2) 熄灭 (3) 混合物 4. D 解析:检查装置气密性时,要先将导管的另一端伸入 水中,后用手握住试管,A项错误;先检查装置气密性,后 装入试剂,B项错误;开始排出的气体为装置内的空气,实 验时,要先点燃酒精灯,待气泡连续、均匀冒出时再将导管 伸入集气瓶中,C项错误;气体收集完毕后,应先将导管移 出水面,后熄灭酒精灯,以防止水槽中的水倒吸进入热的 试管中而造成试管炸裂,D项正确。 5. A 解析:试管中棉花的作用为防止加热时粉末状物质 进入导管,堵塞导管,直立型装置中试管直立,粉末不易进 入导管中,与冷凝水回流无关,A错误;由表格中收集一瓶 气体所需时间可知,直立型装置比传统型装置效率更高,B 正确;用排水法收集氧气,选用直立型装置进行实验,结束 后应先将导管从水槽中移出,以防水槽中的水倒吸,使试 管炸裂,C正确;在传统型装置中,由于部分高锰酸钾粉末 被吹到了试管口,未发生分解,因此反应生成氧气的总体 积小,D正确。 6. (1) 锰酸钾 氮气 过氧化氢 硫 (2) 物理 (3) 过 氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 解析:已知A为暗紫色固体, 能转化为C、D、E,C与G作用能生成I和E,且G和I在常 温下为液体,则A为高锰酸钾,C为二氧化锰,G为过氧化 氢,I为水,E为氧气,D为锰酸钾。J为具有刺激性气味的 气体,则J为二氧化硫。 H能与氧气反应生成二氧化硫,则 H为硫。B能转化为氧气和F,且F可用于制取氮肥,则F 为氮气,B为空气。代入验证,可知推导正确。 7. (1) 锥形瓶 (2) ⑦⑨ 观察集气瓶口的气泡冒出情 况,当集气瓶口有大量气泡冒出时,说明氧气已集满 (3) M b 解析:(2) 高锰酸钾为固体反应物,且需要加 热,故选①④⑤作为发生装置,⑦作为连接仪器,⑧⑨作为 收集装置。(3) 反应物为固液混合物,不需要加热,且需要 控制反应速率,因此选择带有分液漏斗的发生装置,故选 M作发生装置。乙炔的密度比空气略小,会在顶部聚集, 所以应从b端进气。 8. (1) BE 高锰酸钾 加热 →锰酸钾+二氧化锰+氧气 (2) 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气 (3) 氧气不易溶于水, 且不与水发生反应 (4) 1∶3 解析:(1) 高锰酸钾为固 体且反应需要加热,所以应选择B作为发生装置,氧气不 易溶于水且不与水反应,用排水法收集的氧气较为纯净, 故应选E作为收集装置;高锰酸钾在加热的条件下反应生 成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为高锰 酸钾 加热 →锰酸钾+二氧化锰+氧气。(2) A装置为固液常 温型发生装置,用该装置制取氧气的反应为过氧化氢在二 氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的文字表达式为 过氧化氢 二氧化锰 →水+氧气。(3) 能用排水法收集氧气 的原因是氧气不易溶于水,且不与水发生反应。(4) 设通 入氧气的体积为x,则通入空气的体积为100mL-x,由于 氧气 约 占 空 气 体 积 的 1 5 ,则 氧 气 的 体 积 分 数 为 x+(100mL-x)×15 100mL ×100%=40% ,x=25mL,通入氧 气的体积和通入空气的体积之比约为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来选择发生装 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)来选择收集装置。用长颈漏斗时,必须 保证长颈漏斗的下端管口在液面以下,以防止产生的气 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。 专题特训一　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,在加热高 锰酸钾制取氧气的过程中二氧化锰是生成物,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。 3. (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 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 8 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,所以氧气的化学性质比较活泼。 4. [提出猜想] 瓶内虽有氧气,但氧气浓度较低,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, 更加环保 (3) 防止瓶底受热不均匀而炸裂 (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:[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 教材里的实验装置更密封,所以实验1的优点是没有有害 气体逸出,更加环保。(3) 由于红磷燃烧放热,容易造成集 气瓶底部因受热不均匀而炸裂,因此实验2中集气瓶内垫 细沙的作用是防止瓶底受热不均匀而炸裂。(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。 5. 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,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。 6. B 解析:a点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、氧气的体积分数升高,A正确;对比b点和 e点可知,氧气的体积分数升高至24.3%所需的时间的大 小关系为e点大于b点,表明过氧化氢溶液的浓度越大,反 应速率越快,B不正确;对比c点和e点可知,反应相同时 间,较高浓度的过氧化氢溶液反应生成的氧气更多,故c点 对应的氧气体积分数更大,表明过氧化氢溶液的浓度越 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。 7. (1) ① 铁架台 ② 水槽 ③ 集气瓶 (2) A a (3) BD(或BE;或BF) (4) BC(或BF) (5) 81.4% 解析:(1) 题图甲中标号仪器的名称:①为铁架台;②为水 槽;③为集气瓶。(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;氧气密度比水的小 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要用固体加热 型发生装置,故选B;氧气密度比空气的大且不易溶于水, 收集装置可选D、E或F。(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;氨气密度比空气的小,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,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 为 0.2V×21%+0.65V 0.85V ×100%≈81.4% 。 跨学科实践活动1　微型空气质量 “检测站”的组装与使用 1. D 解析:由图可知,①中初始能量来自太阳能,A错误; ①中显示屏上可显示空气污染物,二氧化碳是空气的成分之 一,不属于空气污染物,B错误;②中装置气密性不好,在冷 却至室温的过程中,外界空气进入,会占据一定的体积,从而 导致测量结果偏小,C错误;③中Q点表示燃烧结束,且装置 已经冷却至室温,是打开弹簧夹的最佳时刻,D正确。 2. [调查研究] 居民区(合理答案均可) [反思与评价] 增 加空气湿度(合理答案均可) [背景研究] 二氧化氮(合理 答案均可) [进行实验] 本地空气中含有二氧化硫 [归 纳与总结] 硫+氧气 点燃 →二氧化硫 产生淡蓝色火焰,放 热,生成一种有刺激性气味的气体 [成果分享] 植树造林 (合理答案均可) 第二单元整合拔尖 ［知识体系构建］ 78% 21% 二氧化硫 二氧化氮 一氧化碳 二氧化碳 二氧化硫 五氧化二磷 四氧化三铁 二氧化碳+水 水+氧气 锰酸钾+二氧化锰+氧气 排水 向上排空 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 9