内容正文:
第4讲 氧气的性质及制取
第一部分 教材整合过关
01
知识体系构建
02
考点分类突破
03
知能达标训练
目
录
1. 认识氧气的主要性质和用途。
2. 掌握氧气的实验室制法,了解氧气的工业制法,了解催化剂及其特点。 能区分化合反应与分解反应。
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1. 氧气的性质和用途
(1) 在通常状况下,氧气是一种 无色 、 无臭 的气体, 不易 溶于水,密度比空气 大 。加压降温后,可变为 淡蓝 色液态氧或固态氧。
(2) 氧气是一种化学性质 比较活泼 的气体,许多物质能与氧气发生 氧化 反应,放出热量。氧气有 氧化 性和 助燃 性。
无色
无臭
不易
大
淡蓝
比较活泼
氧化
氧化
助燃
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(3) 常见物质在氧气中的燃烧。
可燃物 反应现象 化学方程式
木炭 发出白光,放出热量,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 C+O2 CO2
红磷 发出白光,放出热量,产生大量白烟
硫 发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体 S+O2 SO2
C+O2 CO2
4P+5O2
2P2O5
S+O2 SO2
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可燃物 反应现象 化学方程式
铁丝 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体 3Fe+2O2 Fe3O4
镁带 发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体
石蜡 火焰明亮,发出白光,瓶壁上有水雾出现,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊
2Mg+O2
2MgO
3Fe+2O2
Fe3O4
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注意:① 描述格式:是否剧烈燃烧+产生火焰、光的颜色(或火星)+生成物的色、态、味+是否放热。
② “烟”和“雾”的区分:“烟”是固体小颗粒,“雾”是小液滴。
(4) 剧烈氧化(如 燃烧 )和缓慢氧化(如 细胞的呼吸作用(或金属器皿的锈蚀;或食物的腐烂;或农家肥的腐熟等合理答案均) )
的共同点: 都是氧化反应、都放出热量 。
(5) 氧气的重要用途有 供给呼吸 和 支持燃烧 。
燃烧
细胞的呼吸作用(或
金属器皿的锈蚀;或食物的腐烂;或农家肥的腐熟等合理答案均可)
都是氧化反应、都放出热量
供给呼吸
支持燃烧
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2. 氧气的制取
(1) 工业上需要大量的氧气,一般采用 分离液态空气 的方法制得,发生的是 物理 变化。
分离液态空气
物理
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(2) 氧气的实验室制法(发生的是 化学 变化)。
① 填写下表(发生装置和收集装置如图)。
所用试剂 反应原理 发生装置 收集装置
过氧化氢溶液和二氧化锰 2H2O2
2H2O+O2↑ A C(或D)
高锰酸钾 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ B C(或D)
氯酸钾和二氧化锰 2KClO3 2KCl+3O2↑ 或D)
化学
2H2O2
2H2O+O2↑
A
C(或D)
2KMnO4 K2MnO4
+MnO2+O2↑
B
C(或D)
B
C(或D)
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② 氧气的检验和验满。
a. 检验方法:将 带火星 的木条 伸入集气瓶中 ,木条 燃 ,
证明收集到的是氧气。
b. 验满方法:用向上排空气法收集氧气时,将 带火星的木条放在集气瓶口 ,若木条 复燃 ,则证明已收集满。用排水法收集时,当看到集气瓶内的水排尽,气泡 从集气瓶口冒出 时,证明已收集满。
③ 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,叫催化剂。催化剂所起的作用叫催化作用。
带火星
伸入集气瓶中
复燃
带火星的木条放在集
气瓶口
复燃
从集气瓶口冒出
改变
质
量
化学性质
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3. 化合反应与分解反应
(1) 由 两种或两种以上 物质生成 另一种物质 的反应叫化合反应。
(2) 由 一种反应物 生成 两种或两种以上 其他物质的反应叫分解反应。
两种或两种以上
另一种物质
一种反应物
两种或两种以上
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考点一 氧气的性质和用途
1. 下列有关氧气的说法中,不正确的是( B )
A. 氧气供给呼吸是利用了氧气的化学性质
B. 鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
C. 植物的光合作用是空气中氧气的主要来源
D. 焊接或切割金属时使用纯氧代替空气以获得更高的温度
B
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2. (2025·天津)下列实验现象描述正确的是( D )
A. 硫在空气中燃烧时发出蓝紫色火焰
B. 铁丝插入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C. 乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水
D. 在空气中加热铜粉,红色粉末逐渐变为黑色
D
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考点二 氧气的制取
3. 下列有关催化剂的说法正确的是( D )
A. 在化学反应结束后其质量减小
B. 在化学反应结束后其化学性质发生了变化
C. 催化剂只能加快化学反应速率
D. 一个化学反应的催化剂可能不止一种
D
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4. (2025·盐城射阳一模)如图甲是化学实验室制取气体的常用装置。
甲
乙
第4题
(1) 请写出图乙中仪器②名称: 长颈漏斗 。
(2) 装置B虽然操作简便,但无法控制反应速率。请从图乙中选取 c (填字母)取代B中的单孔塞,以达到控制反应速率的目的。
长颈漏斗
c
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(3) 如图丙的六种物质是初中教材中出现的化学物质,在一定条件下,都可以产生氧气。
第4题丙
请你写出图丙中物质X的名称: 高锰酸钾 ,实验室用该物质制取氧气的化学方程式为 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 。
高锰酸钾
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
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(4) 实验室制取二氧化碳,选择的收集装置是 C (填字母)。检验集气瓶中二氧化碳是否收集满的方法是 把燃着的木条放在集气瓶口,若燃着的木条熄灭,则说明二氧化碳已集满 。
C
把燃着的木条放在集气瓶
口,若燃着的木条熄灭,则说明二氧化碳已集满
甲
乙
第4题
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考点三 化合反应与分解反应
5. (2025·扬州邗江一模)溶洞中钟乳石、石笋的形成与下面反应有关:Ca(HCO3)2 CaCO3↓+CO2↑+H2O,该反应属于( B )
A. 化合反应 B. 分解反应
C. 置换反应 D. 复分解反应
B
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1. (2025·南京鼓楼二模)下列物质在氧气中燃烧,能生成黑色固体的是( C )
A. 木炭 B. 硫粉 C. 铁丝 D. 镁条
2. (2025·南京玄武二模)下列属于缓慢氧化的是( D )
A. 甲烷燃烧 B. 铁水凝固
C. 火药爆炸 D. 醋的酿造
C
D
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3. 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。下列说法错误的是( C )
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. 纳米铁粉燃烧反应的化学方程式为4Fe+3O2 2Fe2O3
D. 对比细铁丝在空气中不能燃烧,可知燃烧的现象与反应物的接触面积有关
第3题
C
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4. (2025·云南)为探究硫燃烧产物的性质,利用如图甲所示的装置进行实验。
第4题甲
(1) 实验室用过氧化氢溶液制取氧气,该反应的化学方程式为 2H2O2 2H2O+O2↑ 。
2H2O2 2H2O+O2↑
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在集满氧气的三颈烧瓶中(夹持装置已省略),加入少量紫色石蕊溶液,塞紧带电热棒和燃烧匙的双孔塞,关闭止水夹,引燃足量硫粉,充分反应。
资料卡片
Ⅰ. 通常状况下,1体积水约能溶解40体积SO2。
Ⅱ. SO2与CO2的化学性质相似。
第4题乙
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(2) 气球的作用是 平衡装置内外压强,防止瓶塞弹出 。
(3) 燃烧结束,待装置冷却至室温,振荡烧瓶,紫色石蕊溶液变为 红 色。打开止水夹,烧杯中可观察到的现象是 烧杯中的氢氧化钠溶液倒吸入三颈烧瓶中 。
平衡装置内外压强,防止瓶塞弹出
红
烧杯中的氢氧化
钠溶液倒吸入三颈烧瓶中
第4题甲
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5. (2025·无锡经开区模拟)兴趣小组同学开展探究过氧化氢溶液制取氧气的实验。
第5题
(1) 甲装置中仪器a的名称是 分液漏斗 ,相对于长颈漏斗,其优点是 可以控制反应速率 。
分液漏斗
可以控制反应速率
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(2) 若用乙装置收集氧气,则气体应从 m (填“m”或“n”)端通入。
(3) 利用丙装置开展制取氧气的课外实验(土豆中含过氧化氢分解的催化剂),现需要在注射器中收集50mL体积分数为80%的氧气,在注射器中需要预留空气的体积约为 12.5mL 。
m
12.5mL
第5题
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(4) 两名同学分别利用丙装置开展实验,将等体积H2O2溶液加入注射器中,收集的气体体积和时间的关系如图丁。对比曲线1,曲线2对应实验改变的是 b (填字母)。
a. 温度 b. H2O2溶液浓度
c. 土豆片的量 d. 注射器的规格
(5) 取100gH2O2溶液加入甲装置的仪器a中,完全反应后,测得生成2.56gO2,则H2O2溶液的溶质质量分数为 5.44% 。
b
5.44%
第5题
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基于特定需求设计和制作简易供氧器
(2025·河北改编)供氧自救器可用于生产生活中遇到有害气体时应急自救,某兴趣小组探究并自制了供氧自救器。
活动Ⅰ:探究供氧自救器。
【分析原理】 为防止人体吸入有害气体,
使用自救器时夹住鼻子,只用嘴呼吸,使
气体在“气囊→人体→CO2清洁罐→气囊”
间形成循环(如图①所示)。
①
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【交流讨论】
(1) 用氧气瓶为人体提供氧气,是因为氧气能供给 呼吸 。
(2) 氧气经压缩储存于氧气瓶中,从微观角度分析,氧气可被压缩是因为 分子间有间隔 。
呼吸
分子间有间隔
①
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(3) CO2清洁罐中填充有CO2吸收剂。小组同学讨论后认为:氢氧化钠和氢氧化钙均可吸收CO2,理由是 氢氧化钠和氢氧化钙均可与二氧化碳反应 。资料显示:氢氧化钠比氢氧化钙价格高,且具有强烈的腐蚀性,故实际选用氢氧化钙作CO2吸收剂。
氢氧化钠和氢氧化钙均可与二氧化
碳反应
①
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【回忆旧知】 获取氧气的化学方法:一是加热高锰酸钾;二是混合过氧化氢溶液和二氧化锰。
小组同学经讨论选择了第二种方法。
【设计制作】 参照图①所示原理,利用透
明塑料板、导管等材料,设计并制作了图②
所示的简易供氧自救器(鼻夹、排气阀等
未画出)。
活动Ⅱ:自制简易供氧自救器。
小组同学利用化学方法提供氧气,制作简易供氧自救器。
②
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【分析讨论】 使用时,打开开关a、b,从注液口加入适量过氧化氢溶液,自救器开始工作。
(4) 工作时,乙中水的作用是 洗气,使氧气具有一定的湿度(或观察气体输出的速率等合理答案均可) (写一条即可)。
(5) 关闭开关a可使制氧室中的反应基本停止,其原理是 关闭开关a,制氧室中压强增大,使过氧化氢溶液和二氧化锰分离,反应基本停止 。
洗气,使氧气具有一定的湿度(或观
察气体输出的速率等合理答案均可)
关闭开关
a,制氧室中压强增大,使过氧化氢溶液和二氧化锰分离,反应基本停
止
②
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【实践应用】 小组同学试用了自制的简易供氧自救器,效果很好。
【反思拓展】
(6) 供氧自救器需要科学维护,应定期检查 供氧自救器的气密性(或开关是否灵活等合理答案均可) (写一条即可)。
供氧自救器的气密性
(或开关是否灵活等合理答案均可)
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