第二单元实验活动1 氧气的实验室制取与性质同步练--2026-2027学年九年级化学人教版上册

**基本信息** 围绕氧气制取与性质，通过基础操作考查、综合应用分析及科学探究实验，构建从单一知识点到核心素养的递进式巩固路径，分层设计适配新授课"基础夯实-能力提升-素养发展"需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|实验操作规范、性质现象描述|以选择题直接考查装置气密性检查、收集时机等基础操作（如第1-3题），强化化学观念| |提升层|反应原理、装置选择、科学思维|结合模型建构（第4题）、装置分析（第6-7题），考查符号表达式书写及实验方案评价，培养证据推理能力| |拓展层|科学探究、数字化实验、综合应用|通过氧气浓度变化探究（第11题）、数字化实验分析（第9题），设计完整探究流程，发展科学探究与实践素养|

实验活动1 氧气的实验室制取与性质 实验目的 1．学习实验室制取氧气的方法。 2．加深对氧气性质的认识。 实验用品 仪器：大试管、单孔橡胶塞、胶皮管、玻璃导管、集气瓶、水槽、铁架台（带铁夹）、酒精灯、玻璃片、坩埚钳、细铁丝、木条、棉花、火柴 试剂：高锰酸钾、木炭、澄清石灰水 反应原理 1.制取氧气 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气（符号表达式：KMnO4K2MnO4+MnO2+O2） 实验装置 发生装置 收集装置 固体加热型 排水法 向上排空气法 实验步骤 ①查 连接装置并检查 装置气密性 ②装 用 药匙(或纸槽) 将药品装入试管里，在试管口放一团 棉花 ③定 将试管口略向 下 倾斜，固定在 铁架台 上 （准备好两个集气瓶，装满水后倒置在水槽里） ④点 点燃酒精灯并加热，先让试管 预热 ，然后正对药品部位加热 ⑤收 导管口气泡 连续均匀 冒出时，开始收集气体（其中一瓶留有少量水） ⑥离 将导管从水槽中 撤离 ⑦熄 熄灭 酒精灯 检验 将 带火星 的木条伸入集气瓶 中 ，若木条复燃，则是氧气 验满 ①排水法：当集气瓶口气泡 往外 冒出时，则氧气已集满 ②向上排空气法：将 带火星 的木条放在集气瓶 口 ，若木条 复燃 ，则氧气已集满 实验装置 2.氧气的性质 木炭和氧气 铁丝和氧气 实验步骤 用坩埚钳夹取一小块木炭，加热至发红，插入氧气中(由瓶口向下 缓慢 插入),观察现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。 点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴，待火柴 快燃尽 时，插入盛有氧气的集气瓶中(瓶中预留少量 水 )，观察现象。 实验现象 木炭燃烧，发出 白光 ，放热； 澄清石灰水 变浑浊 铁丝剧烈燃烧， 火星四射 ，放热，生成 黑色固体 实验原理 C + O2 CO2 Fe + O2 Fe3O4 问题交流 1.检查装置的气密性时，除了用手紧握的方法，还可以用什么方法? ①加热法：用热毛巾捂住试管；用酒精灯微热等。②注水法；③抽气/吹气法。 [核心原理都是通过改变装置内压强，观察是否有稳定的气压差现象（气泡、水柱）来判断气密性] 2.如果某同学制得的氧气不纯，你认为可能的原因有哪些？ ①排水法：“未等气泡连续均匀冒出就收集”和“集气瓶未装满水，还留有空气”； ②排空气法：“导管未伸到底部”；③收集气体后，玻璃片与集气瓶口之间密封不好。 （氧气不纯的核心原因是空气未被完全排出或外界空气混入） 3.把红热的木炭插入盛有氧气的集气瓶时，为什么要由瓶口向下缓慢插入? 防止因燃烧放出大量的热使集气瓶中的氧气逸出，导致瓶中氧气的含量迅速降低，影响实验 。 1. 下列有关加热高锰酸钾制取氧气实验操作的说法中，正确的是（ C ） A．组装装置应遵循“先左后右”“先上后下”的原则 B．导管口有气泡产生时开始收集气体 C．加热试管时，要先预热试管，后固定在药品下方加热 D．必须用燃着的木条检验是否收集满 2. 下列加热高锰酸钾制取氧气的部分操作示意图中，正确的是（　A　） A．检查气密性 B．加热立即收集 C．收满后移出集气瓶 D．结束时停止加热 3. 下列物质在空气或氧气中燃烧现象的描述，正确的是（ A ） A．木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 B．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四溅，放出热量，生成四氧化三铁 C．镁条在空气中燃烧，冒出浓烈的黑烟，放出热量，生成黑色粉末 D．硫在氧气中燃烧，发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生有刺激性气味的气体 4.【科学思维•建构模型】以典型物质为核心，进行问题的设置与整合，是我们全面认识物质性质及应用的有效途径。同学们在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题，完成了结构化的梳理和整合。 （1）存在：氧气存在于　空气（合理即可）　中。 （2）用途：在生活中可用于　医疗急救（合理即可）　。 （3）实验室制取：高锰酸钾分解制取氧气的化学反应的文字表达式为　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　。该反应所属的基本化学反应类型是　分解　反应。 （4）物质类别：氧气属于　纯净　物。 5.（2023•江西改编）如图是氧气的实验室制取与性质的有关实验示意图。 （1）图一中仪器①的名称是　铁架台　。 （2）实验室用装置A制取氧气的符号表达式为 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 。 加热药品前使试管均匀受热的具体操作是　用酒精灯的外焰在试管底部来回移动　。 （3）欲收集一瓶干燥的氧气，可从图一中选择的收集装置是　C　（填序号）。 （4）图二为木炭在氧气中燃烧实验。为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入试剂为澄清石灰水（Ca（OH）2）。对比步骤Ⅰ和Ⅱ的木炭燃烧情况，得出物质燃烧的影响因素之一是 氧气的浓度 。 6. 下列实验中，仪器和用品的选择不合理的是（　D　） A．收集O2气体——⑥⑦⑧ B．检验一瓶气体是否为O2——⑦⑧⑨ C．用高锰酸钾制取O2——①② D．用过氧化氢溶液和二氧化锰制O2——③⑤ 7.某同学设计如图所示装置制取氧气，关于该装置的说法正确的是（ C ） A．从长颈漏斗加入的试剂是二氧化锰 B．为获得较纯净的氧气需待导管口气泡连续、均匀时开始收集 C．反应原理为： D．验满方法是：　将带火星的木条置于集气瓶瓶口，若木条复燃说明氧气已收集满　 8.【科学思维•归纳法】构建知识网络是学习化学的重要方法。如图是某同学绘制的氧气制取和化学性质的部分网络图（反应条件部分略去），试结合图示回答问题： （1）过氧化氢分解制氧气中二氧化锰起　催化　作用。 （2）工业上分离液态空气制氧气，利用的是液氧和液氮的　沸点　（填“密度”或“沸点”）不同。 （3）写出反应Ⅰ的文字表达式：　高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气　。 （4）铁丝在氧气中燃烧的现象是　剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体　。 （5）铁丝、蜡烛、木炭、硫的燃烧实验的相同点有　AC　（填字母）。 A.反应条件相同 B.都属于化合反应 C.反应都放热 D.都可以在空气中燃烧 9.【数字化实验】实验是科学探究的重要途径，下面是有关氧气性质的探究实验。 （1）用图1所示装置探究木炭在空气中的燃烧，得到的数据如图2所示。 ①结合图2分析，能证明木炭燃烧时氧气参与反应的依据是　一定时间内，氧气的体积分数急剧下降　。 ②为检验燃烧产物，可向集气瓶中倒入　澄清石灰水　。 （2）图3是铁丝燃烧的改进实验。实验步骤及现象如下： a.将加热至红热的铁丝伸入盛有过氧化氢溶液的集气瓶中，铁丝不燃烧。 b.向集气瓶中加入少量二氧化锰，瓶中产生大量气泡，将铁丝再次加热至红热伸入集气瓶中， 观察到铁丝剧烈燃烧。铁丝燃烧的符号表达式为 Fe+O2Fe3O4 。 对比a、b，说明影响铁丝燃烧剧烈程度的因素是　氧气的浓度　。 10．【科学探究与实践】气体制备和性质探究是初中化学实验的重要内容，请根据下列装置回答问题。 （1）写出标号a的仪器名称　锥形瓶　。 （2）用装置A制氧气，反应的符号表达式为 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 ，基本反应类型是　分解反应　；后续探究需要较纯净的氧气，收集装置最好选择　E　（填序号）。 （3）实验结束，清洗试管时发现试管破裂，原因可能是　试管口向上倾斜（合理即可）　。 （4）用如图装置探究氧气的性质，实验步骤如下：①将透明实验盒用隔板分成两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③提起中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。 a.图像中P点所对应的操作步骤是　③　（填序号）。 b.结合图像分析，25秒后蜡烛燃烧的变化情况是　蜡烛剧烈燃烧，发出白光　。 c.该探究实验能说明氧气的性质是　助燃性　。 11. 某化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验，利用如图1所示装置来探究磷在空气中燃烧后氧气浓度变化情况。 【查阅资料】①白磷与红磷的燃烧现象、产物均相同； ②“暖宝宝”中的药品能与空气中的氧气发生缓慢氧化。 【提出问题】足量红磷在密闭的三颈烧瓶内燃烧熄灭后，容器中是否有氧气剩余？ 【猜想假设】猜想①：有氧气剩余。猜想②：无氧气剩余。 【实验验证】该小组同学按图1组装好实验装置，利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷，红磷燃烧直至熄灭；待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射，白磷开始燃烧。 （1）红磷在空气中燃烧的现象为　产生大量白烟，放出热量　。 【实验结论】（2）猜想　①　正确。 【交流讨论】（3）测定空气中氧气含量的实验中，不能用木炭代替磷的原因是 C＋O2 CO2 （用符号表达式表示）。 【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中，用传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。 （4）在图2中　C　（填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”）点时红磷燃烧熄灭。 （5）在图中BC段发生反应的符号表达式是 P＋O2 P2O5 。 （6）DE段氧气浓度变化的主要原因：　白磷燃烧消耗氧气　。 【反思评价】（7）兴趣小组分析对比曲线BC段和DE段，得出了“不同物质燃烧，需要的氧气浓度不一样”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验：　铁丝　（填物质名称）在空气中不能点燃，但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。 【实验拓展】为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，化学兴趣小组在查阅相关资料后改用“暖宝宝”对实验进行了如图3的创新改进。 【实验方案】在实际容积为150mL的集气瓶里先加入50mL的水，右侧连接装有50mL空气的注射器。重复3次上述实验，记录数据如表。 实验次数 1 2 3 注射器内剩余气体读数 18.7mL 18.9mL 18.8mL （8）根据表中的实验数据计算，空气中氧气含量为　20.8%　（用体积分数表示）。 （9）实验后必须等到　装置冷却至室温　时，才可以记录注射器内剩余气体的体积。 （8）注射器中减少的气体即为消耗氧气的体积，三次实验的平均值为 18.8mL。则空气中氧气含量为100%＝20.8%。 请填写下列化学用语： 物质 1 2 3 4 5 6 名称 氮气 氧气 氟气 氖气 钠 镁 化学式 F₂ 化学反应 符号表达式 1 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 2 过氧化氢水+氧气 3 磷+氧气五氧化二磷 4 硫+氧气二氧化硫 5 铁+氧气四氧化三铁 学科网（北京）股份有限公司 $