实验3 氧气的实验室制取与性质-【全程提优计划】2026年中考化学得高分

品脱氧剂和氧气的接触面积，使反应更充分，实验结果更 准确(9)偏大解析：(1)高能激光笔照射时产生热 量，用于引燃红磷和白磷。(2)五氧化二磷和水反应生 成磷酸。(3)足量的红磷在密闭的四颈平底烧瓶内然 烧熄灭后，白磷还能燃烧，说明容器中有氧气剩余，故 猜想一正确。(4)容器中有氧气剩余，说明红磷不能完 全消耗空气中的氧气，因此用红磷燃烧的方法不能精 确地测定空气中氧气的体积分数；白磷在剩余的氧气 中能燃烧，说明足量的白磷能将瓶内的氧气消耗的更 彻底，故用燃烧法测定空气中氧气的体积分数时，选择 白磷更合适。(5)红磷燃烧的曲线为BC段，红磷熄灭 时，对应图2中的C点；曲线DE段，氧气浓度大幅度 下降，对应白磷燃烧至熄灭。(6)铁在空气中不能点 燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。(7)分析题意可 知，AB段的长度代表消耗氧气的量，AO段的长度代 表空气的量，则空气中氧气的体积分数为A〉 100%=0.2093×100%=20.93%。(8)将食品脱氧剂 粉末平铺在玻璃管中，可以增大食品脱氧剂和氧气的接 触面积，使反应更充分，实验结果更准确。(9)如果玻璃 管内的食品脱氧剂粉末分布不够紧密，导致空气混入 粉末缝隙内，会使测得的AO段的长度偏小，则实验结 果偏大。 实验3氧气的实验室制取与性质 复习实验内容 -、【实验原理】2KMnO,△K,MnO,+MnO,+O,个 MnO2 MnO2 2KCIO, =2KC1+3O2个2H2O2= =2H2O+ O2个 【实验过程】1.(1)先将导管伸入水中，再用手握住试管外 壁，若导管口有气泡冒出，则装置的气密性良好(2)平 铺一小团棉花(3)略向下倾斜(4)均匀加热 (5)有连续气泡均匀冒出集气瓶中的水已经排净，瓶口 有大气泡向外冒出水面下正2.(1)先用止水夹夹 住乳胶管，再向分液漏斗中注入水，打开活塞，一段时间 后观察现象，如果分液漏斗中的液面不下降，则证明装置 的气密性良好(2)二氧化锰过氧化氢溶液(4)集气 瓶瓶口木条复燃 【实验分析】1.防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞或 污染水槽2.冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管 3.此时的氧气因混有装置内的空气而不纯4.以免因试 管内压强减小而产生倒吸现象5.集气瓶中木条复燃 二、【实验现象和原理】 实验 实验现象 内容 化学方程式 在空气中 在氧气中 持续红热，放出 发出白光，放出 炭的燃 热量，生成能使 热量，生成能使 澄清石灰水变浑 澄清石灰水变浑 C+0,点槛c0, 浊的气体 浊的气体 发出黄色火焰，放 发出白光，放出 出热量，集气瓶内 热量，集气瓶内 烛的燃 壁有水雾，生成能 壁有水雾，生成 使澄清石灰水变 能使澄清石灰水 浑浊的气体 变浑浊的气体 铁 剧烈燃烧，火星 点燃 的燃烧 不能燃烧 四射，放出热量， 3Fe +202 生成黑色固体 Fe:O 发出微弱的淡蓝 发出明亮的蓝紫 粉的燃 色火焰，放出热 色火焰，放出热 量，生成有刺激 量，生成有刺激 S+0,点燃s0, 性气味的气体 性气味的气体 镁条的燃烧 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出 2Mg +O2 点燃 热量，生成白色固体 2MgO 点燃 的 放出热量，产生大量白烟 4P+502 2P2O5 氢气的燃烧 产生淡蓝色火焰，放出热量，在火 2H2+O2 点燃 焰上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内 壁出现水雾 2H2O 产生蓝色火焰，放出热量，在火焰 2C0+02 点燃 上方罩一个内壁涂有澄清石灰水 的 的烧杯，澄清石灰水变浑浊 2C02 产生蓝色火焰，放出热量，在火焰 烷的 上方罩一个干燥的烧杯，烧杯内壁 CH+202 点燃 出现水雾，向烧杯中加入少量澄清 CO,+2H2O 石灰水，澄清石灰水变浑浊 【实验结论】1.比较活泼2.剧烈含量（或浓度，体积 分数) 【实验分析】1.使可燃物和氧气充分接触和反应2.防 止反应生成的高温固体溅落瓶底，避免集气瓶炸裂聚集 热量提高局部温度，增大铁丝和氧气的接触面积引燃 铁丝防止火柴梗燃烧消耗集气瓶内的氧气，使得铁丝 无法燃烧3.吸收生成的二氧化硫，防止污染空气 强化实验练习 1.D解析：实验开始时应先点燃酒精灯②，然后用气囊 鼓入空气，观察硫在空气中燃烧的现象，再点燃酒精灯 ①，观察硫在氧气中燃烧的现象。 2.C解析：加热固体时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝 水倒流，炸裂试管，A正确；图2中AB段氧气浓度逐 渐降低，可能是因为开始加热后，试管内温度升高，试 管内的空气受热膨胀，部分空气排出，B正确；分析图3 可知，加入纳米MO2作催化剂的实验中氯酸钾开始 分解时所需温度较低，且固体残留率最终约为50%，而 加入分析纯MnO,作催化剂的实验中固体残留率最终 约为60%，说明对氯酸钾分解催化效果更好的催化剂 是纳米MnO2,C错误；图2中氧气浓度在约400℃时 开始变大，说明此时氯酸钾开始分解产生氧气，图3中 加人纳米MO2作催化剂的周体残留率在约200℃时 开始变小，说明此时氯酸钾开始分解，固体质量减小， 故加入催化剂后氯酸钾开始分解的温度可能会降低， D正确。 3.(1)3Fe+20,点燃 FeO,(2)①②③(3)0.38mm铁丝 燃烧时的光圈大，且燃烧时间长(4)75(5)氧气的 体积分数越大，燃烧效果越好铁丝的直径为0.38 mm,氧气的体积分数为100%(6)当氧气的体积分数 为60%时，铁丝已经未燃烧解析：(1)铁在氧气中燃 烧生成四氧化三铁。(2)要探究铁丝的数量对燃烧效 果的影响，则应控制除铁丝的数量不同外，其他实验条 件均相同，故对比实验①②③可以探究铁丝的数量对 燃烧效果的影响。(3)实验①④中，铁丝的数量相同， 但实验④中铁丝的直径比实验①中的大，燃烧光圈的 直径更大，燃烧时间更长，则说明0.38mm铁丝的燃烧 效果比0.20mm铁丝的燃烧效果好。(4)设通入氧气 的体积为x,空气中氧气的体积分数约为1/5，含氧气的 体积分数约为60%的富氧空气的体积为150mL,则 x+(150mL-x)×1 5 =150mL×60%,解得x=75 L。(5)当铁丝的直径和数量相同时，氧气的体积分 数越大，燃烧光圈的直径越大，燃烧时间越长，即燃烧 效果越好；用1根直径为0.38mm的铁丝在体积分数 为100%的氧气中燃烧时，燃烧光圈的直径最大，燃烧 时间最长。(6)因为铁丝在氧气的体积分数为60%的 条件下已经未燃烧，故没有必要进行氧气的体积分数 为50%的实验。 4.【知识回顾】①2KMn0,△KMnO,+MnO,+O, ②2KC10,Mm0, 2KC1+3O2个【交流讨论】高锰酸 △ 钾和氯酸钾分解生成氧气的反应都需要加热【查阅 MnO2 资料】2H2O2 2H2O+O2个【实践活动】观察 是否产生气泡以及产生气泡的快慢；降低氧气的温度 【拓展提升】A剂是过碳酸钠。因为过碳酸钠的量决定 了供氧总量，配方二与配方一相比，A剂变多，平均供氧 速率变快，供氧时间变长，即供氧总量变大解析：【知 识回顾】①高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、 二氧化锰和氧气。②氯酸钾在二氧化锰的催化作用下 加热分解生成氯化钾和氧气。【交流讨论】高锰酸钾 和氯酸钾分解生成氧气的反应都需要加热，不适宜用 于简易制氧器中。【查阅资料】过氧化氢在二氧化锰 的催化作用下分解生成水和氧气。【实践活动】过氧 化氢的分解是放热反应，洗气室中的水能降低氧气的 温度，并使氧气具有一定的湿度，同时可以通过观察水 中导管口排出气泡的快慢，判断氧气生成的速率。【拓 展提升】由查阅资料可知，过碳酸钠分解产生过氧化 氢，过氧化氢再分解产生氧气，说明产生氧气的量由过 碳酸钠的量决定，分析表中数据可知，当A剂的量变 多，平均供氧速率变快，供氧时间变长，即供氧总量变 大，说明A剂是过碳酸钠。 实验4水的组成及变化的探究 复习实验内容 一、【实验过程】氢氧化钠（或NaOH)直流上升带 火星木条复燃氧气（或○2）然着的气体燃烧，产 生淡蓝色火焰氢气（或H2) 、通电 【实验原理】2H2O@巴2H2个十O,个 【实验结论】1.2：11：82.氢元素氧元素3.不 变分子原子 二、【实验过程】检验氢气的纯度尖锐爆鸣声声音很 小淡蓝色火焰水雾 【实验原理和结论】2H,十0，点燃2H,0 强化实验练习 1.C解析：电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，氧 气和氢气的体积比为1：2，质量比为8：1，则与电源 负极相连的注射器针筒内液面下降速率更快，A、B、D 错误；向水中加入氢氧化钠溶液，水中的离子浓度增 大，导电性增强，C正确。 2.D解析：因为36V以上的电压不是安全电压，所以选 择的电压不是越高越好，A错误；电解水的过程中，水 不断减少，NaOH溶液的浓度逐渐增大，电解水速率逐 渐加快，B错误；电解水时生成氧气和氢气的体积比约 为1：2，由图像可知，对于9V电压、5%的NaOH溶 液，电解734s才能收集到10mL氧气，C错误；当电压中考得高分全程提优计划·化学 》》》 实验3氧气的实验室制取与性质 复习实验内容。 一、氧气的实验室制取 【实验原理】 实验室制取氧气的三种方法（用化学方程式表示）： ① ② ③ 【实验过程】 1.加热高锰酸钾制氧气（查一装一定一点一收一移一熄） 高锰酸钾 小团棉花 (1)检查装置的气密性： (2)装入药品：向试管中加入少量高锰酸钾粉末，使其 于试管底部，在接近试管口的地方放置 (3)固定装置：将试管固定在铁架台上，试管口要 (4)点燃酒精灯：先 试管，再集中于试管底部加热。 (5)收集气体：用排水法收集氧气时，应待 时，开始收集，当 时，则表明氧气已收集满，将收集满氧气的集气瓶在 用玻璃 片盖住瓶口，移出水槽， 放在桌面上。 (6)移出导管：将导管移出水面。 (7)熄灭酒精灯：停止加热。 2.过氧化氢分解制氧气 (1)检查装置气密性： 合某氧化氢 溶液 (2)装入药品：将少量的 加人锥形瓶中，再将适量的 装入分液漏斗。 化锰 (3)打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶液慢慢滴入锥形瓶中。 (4)收集气体：用向上排空气法收集氧气时，应将带火星的木条放在 若 ,表明氧气已收集满。 (5)关闭活塞，停止滴入液体。 【实验分析】 1.加热高锰酸钾制氧气时，在试管口放置一小团棉花的作用是 化学实验复习手册 2.加热固体时，试管口应略向下倾斜，防止 3.排水法收集氧气时，导管口开始有气泡放出时，不宜立即收集，因为 当导管口有连续气泡均匀冒出时，再开始收集。 4.加热高锰酸钾制氧气，气体收集完毕，应先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，原因是 5.检验氧气时，应将带火星的木条伸入 ,若 ,证明是氧气。 二、氧气的性质 【实验现象和原理】 对比观察物质在空气或氧气中燃烧的现象，完成下列表格。 实验现象 实验内容 化学方程式 在空气中 在氧气中 木炭的燃烧 蜡烛的燃烧 铁丝的燃烧 硫粉的燃烧 镁条的燃烧 红磷的燃烧 氢气的燃烧 氧化碳的燃烧 甲烷的燃烧 【实验结论】 1.氧气是一种化学性质 的气体，在常温或高温下，它都能和许多物质发生化学 反应，为别的物质提供氧，这些物质与氧气的反应属于氧化反应。 2.物质在氧气中燃烧通常比在空气中燃烧更加 ,是因为氧气的 不同。 【实验分析】 1.木炭、蜡烛、铁丝等物质须由上而下缓慢伸入集气瓶中的原因是 2.铁丝的燃烧实验中，预先在集气瓶底加少量水或铺少量沙子的目的是 。 铁丝绕成螺旋状的目的是 。铁丝 末端系上火柴梗的作用是 ,须待火柴梗即将燃尽时再伸入集气瓶中的原因是 3.硫粉的燃烧实验中，预先在集气瓶底部加水的目的是 中考得高分全程提优计划·化学 》》》 塑总结实验要点。 1.实验室制取氧气，要根据实验原理和药品的状态，选择相应的发生装置，要根据题目的要 求，选择相应的收集装置。若要收集一瓶较纯净的氧气，应选用排水法收集；若要收集一瓶干燥 的氧气，应选用向上排空气法收集。 2.根据实验室制取氧气的原理，了解制氧机的工作原理，设计制作简易供氧器。 3.氧气有助燃性，没有可燃性；氧气能用作助燃剂，不能用作燃料。 4.铁丝的燃烧实验中，若集气瓶底部有少量沙子或水，却仍然出现了集气瓶壁有裂痕或者炸 裂的现象，可能是因为燃烧匙伸入集气瓶时没有竖直伸入，使得燃烧的铁丝碰到了集气瓶壁。 5.很多物质的燃烧实验都在集气瓶底放了少量水，但目的不一定相同。 6.描述物质燃烧的现象时，要注意：一定不能出现生成物的名称；要分清楚是在空气中还是 在氧气中燃烧；要注意“光”和“火焰”以及“烟”和“雾”的区别。 @强化实验练习⊙ 1.[装置创新]工业上一般采用分离液态空气的方法获得大量氧气，液态氧通常储存在钢瓶 里。在实验室中，常用分解高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢的方法来制取氧气。木炭、硫粉 等物质可以在氧气中剧烈燃烧。利用如图所示装置进行硫的燃烧实验，探究硫分别在空 气和氧气中燃烧的现象。下列说法错误的是 () 弯形具支试管 硫彩 氢氧化钠 溶液 ① ② A.烧杯中氢氧化钠溶液的作用是吸收尾气中的SO2,防止污染空气 B.硫粉在空气中燃烧时产生微弱的淡蓝色火焰 C.该实验装置的优点之一是在同一个装置中可以观察到两个不同的实验现象 D.实验开始时应先点燃酒精灯①，然后用气囊鼓入空气，再点燃酒精灯② 2.[数字化实验]某同学用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行探究学习。氯酸钾分解时， 传感器测得氧气浓度随温度的变化情况如图2所示，使用不同催化剂时的固体残留率如 图3所示。下列说法不正确的是 ( ) 30 110 氧气浓度 100 分析纯 传感器 % 纳米 MnO, 氯酸钾 8% MnOz 屏 高温传感器 20 B 数据 60 采集器 50L 连接计算机 0 100200300400 100200300400500600700 温度/℃ 温度/℃ 图1 图2 氧气浓度随温度的变化 图3固体残留率随温度的变化 化学实验复习手册 A.图1装置应该调整为试管口略向下倾斜 B.图2中AB段氧气浓度逐渐降低的原因可能是加热时排出一部分空气 C.分析图3可知，对氯酸钾分解催化效果更好的催化剂是分析纯MO2 D.对比图2和图3可知，加入催化剂后氯酸钾开始分解的温度可能会降低 3.[项目式活动]化学实验小组为探究影响铁丝在氧气中燃烧效果的 因素开展项目式学习。 任务一：探究铁丝的直径和数量对燃烧效果的影响 铁丝燃烧 时的光圈 每次均制取相同体积的纯氧，按下表列出的实验方案，点燃铁丝后 拍照记录燃烧现象。（燃烧时光圈越大、燃烧时间越长，代表燃烧 效果越好) 实验序号 铁丝的直径/mm 铁丝的数量/根 燃烧现象 ① 0.20 燃烧光圈的直径约为1.0cm,燃烧时间约为5s ② 0.20 2(拧成一股) 燃烧光圈的直径约为2.0cm,燃烧时间约为7s ③ 0.20 3(拧成一股) 燃烧光圈的直径约为2.4cm,燃烧时间约为8s ④ 0.38 1 燃烧光圈的直径约为3.4cm,燃烧时间约为8s (1)铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为 (2)探究铁丝的数量对燃烧效果影响的实验序号为 (3)由上述实验可知：0.38mm铁丝的燃烧效果比0.20mm铁丝的燃烧效果好，其依据是 (4)若用右图所示装置收集一瓶(150mL)含氧气的体积分数约为60%的空气b 富氧空气，先在容积为150mL的集气瓶里装满水，塞紧瓶塞并关闭 止水夹b,打开止水夹a通入氧气，把集气瓶里的水排入量筒，当量筒 内的水达到设定的体积后立即关闭止水夹a,然后打开止水夹b通入 空气，把集气瓶里剩余的水全部排入量筒。则停止通入氧气时量筒内水的体积约为 mL。(提示：空气中氧气的体积分数约为1/5) 任务二：探究氧气的体积分数对燃烧效果的影响 在体积相同的集气瓶中，收集不同体积分数的氧气，按下表列出的实验方案，进行实验并 拍照记录燃烧现象。 铁丝的 铁丝的 氧气的 实验序号 数量/根 燃烧现象 直径/mm 体积分数/% ⑤ 100 燃烧光圈的直径约为3.4cm,燃烧时间约为8s ⑥ 90 燃烧光圈的直径约为2.6cm,燃烧时间约为7s ⑦ 0.38 80 燃烧光圈的直径约为2.0cm,燃烧时间约为6s ⑧ 70 燃烧光圈的直径约为1.4cm,燃烧时间约为5s ⑨ 60 铁丝发红，未燃烧 中考得高分全程提优计划·化学 》》》 (5)由上述实验可得出结论：当铁丝的直径和数量等条件相同时，氧气的体积分数在60%~ 100%范围内， 上述实验中，用1根铁丝进 行实验，燃烧效果最好的实验条件是 (6)没有必要进行氧气的体积分数为50%的实验，理由是 4.[跨学科实践活动]某学习小组开展了设计和制作简易制氧器的实践活动。 【知识回顾】写出下列实验室制取氧气的化学方程式。 ①高锰酸钾作为反应物： ②氯酸钾作为反应物： 【交流讨论】根据以上化学方程式，小组同学经过讨论认为高锰酸钾和氯酸钾均不太适宜 作为简易制氧器的制氧原料，理由是 【查阅资料】过碳酸钠固体的化学式为2Na2CO3·3H2O2。过碳酸钠固体和二氧化锰遇水 能产生氧气，且放出大量热，反应原理可用两个化学方程式表示：①2N2CO3·3H2O2 2Na2CO3+3H2O2;② 。有些家用制氧机就是利用该 反应原理制得氧气的。 【实践活动】小组同学利用上述反应原理，设计和制作了如图所示的简易制氧器（所用容器 外观透明)，制气室中产生的氧气通过洗气室后可被人体安全吸人。洗气室中的水除了能 去除杂质、湿润氧气外，还能起到的作用是 (写两点)。 密封盖 -0 在 洗气室 制气室 【拓展提升】某便携式制氧机的部分使用说明如下表所示，其中A剂、B剂的成分分别是过 碳酸钠或二氧化锰。请判断A剂的成分并说明理由： 配方 A剂 B剂 平均供氧速率/(mL·mini) 供氧时间/min 适用情况 配方一 1袋 1袋 ≥320 ≥15 保健吸氧 配方二 2袋 1袋 ≥500 ≥25 一般缺氧