内容正文:
九年级化学暑假预习讲义——课题2 氧气
一、学习目标
1. 识记氧气的物理性质,结合密度、水溶性判断氧气的收集方法,贴合教材实验情境。
2. 掌握木炭、硫、铁丝分别在空气、氧气中燃烧的实验现象、操作注意事项,规范书写对应文字描述。
3. 区分化合反应与氧化反应,明确化合反应属于四大基本反应类型之一,理清两类反应的交叉逻辑关系。
4. 辨别剧烈氧化与缓慢氧化,列举生活中缓慢氧化的典型实例。
5. 建立物质性质决定物质用途的化学核心观念,梳理氧气的常见用途。
二、知识梳理
(一)氧气的物理性质
1. 常温常压下,氧气是无色无味的气体。
2. 水溶性:不易溶于水,水体中溶解少量氧气,可供水中生物呼吸生存。
3. 密度:标准状况下,氧气密度略大于空气。
4. 三态转化:经过降温、加压处理,氧气会变为淡蓝色液体;持续降温可凝固成淡蓝色雪花状固体;工业储存液态氧气使用蓝色钢瓶。
(二)氧气的化学性质
氧气化学性质比较活泼,具备助燃性,本身不能燃烧;可燃物在氧气中燃烧,剧烈程度远高于在空气中燃烧。
氧气的检验方法:把带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃说明是氧气。
1. 木炭燃烧实验
(1)空气中燃烧现象:木炭发红,释放热量,反应后生成可使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体。
(2)氧气中燃烧现象:木炭剧烈燃烧,发出明亮白光,放出大量热量,反应结束后生成能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体。
(3)操作要点:木炭点燃后由瓶口缓慢伸入集气瓶,防止瓶内氧气受热逸散,缩短燃烧时间。
(4)文字描述:碳和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳。
2. 硫燃烧实验
(1)空气中燃烧现象:硫粉熔化后燃烧,发出微弱淡蓝色火焰,释放热量,生成带有刺激性气味的无色气体。
(2)氧气中燃烧现象:硫粉熔化后剧烈燃烧,发出明亮蓝紫色火焰,放出大量热量,生成带有刺激性气味的无色气体。
(3)操作要点:集气瓶底部预留少量水,吸收生成的有害气体,避免污染空气。
(4)文字描述:硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫。
3. 铁丝燃烧实验
(1)空气中现象:铁丝仅受热发红,无法发生燃烧反应。
(2)氧气中燃烧现象:铁丝剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
(3)操作要点:①铁丝提前打磨,除去表面铁锈;②铁丝末端系火柴,引燃铁丝;③火柴快燃尽再伸入集气瓶;④瓶底铺细沙或加水,防止高温熔融物炸裂瓶底。
(4)文字描述:铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁。
4. 物质燃烧是与空气中的氧气发生反应,氧气的浓度越大,燃烧越剧烈,空气中氧气的含量低,所以在空气中燃烧没有在纯氧中剧烈。
(三)反应类型
1. 化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质发生反应,只生成一种物质的反应。
(2)特征:多变一。
(3)分类定位:化合反应是四大基本反应类型中的一种。
2. 氧化反应
(1)定义:物质和氧气发生的反应。
(2)分类
①剧烈氧化:反应剧烈,伴随发光放热,例如各类物质燃烧。
②缓慢氧化:反应速度缓慢,不易察觉,只放热不发光,如动植物呼吸、食物腐烂、金属生锈、酿酒。
(3)补充区分:氧化反应不属于基本反应类型,判断依据只看是否有氧气参与反应;化合反应属于基本反应类型,判断依据只看反应物、生成物物质种类数量,二者判定标准不同,存在交叉关系。
(四)氧气的用途
1. 供给呼吸:医疗急救、潜水、登山。
2. 支持燃烧:气焊、气割、炼钢。
三、重难点解析
1. 重点
(1)氧气的物理、化学性质,三类物质燃烧的实验现象与操作细节。
(2)化合反应、氧化反应的概念区分,牢记化合反应属于基本反应类型,氧化反应不属于基本反应类型。
2. 难点
(1)区分物质在空气、氧气中燃烧现象的不同,牢记铁丝燃烧全套操作注意事项。
(2)区分化合反应与氧化反应,明白二者属于交叉关系,部分反应既是化合反应也是氧化反应。
四、典型例题
1. 下列关于氧气物理性质说法正确的是( )
A. 氧气极易溶于水
B. 液态氧气为无色液体
C. 氧气密度略大于空气
D. 常温下氧气是有刺激性气味气体
2. 铁丝在氧气中燃烧实验,集气瓶底部放水或细沙的目的是什么?
3. 下列变化属于缓慢氧化的是( )
A. 木炭燃烧
B. 铁丝燃烧
C. 食物腐烂
D. 硫粉燃烧
4. 下列说法正确的是( )
A. 氧化反应属于基本反应类型
B. 化合反应属于四大基本反应类型之一
C. 石蜡燃烧既是化合反应也是氧化反应
D. 两种物质发生反应就是化合反应
五、分层练习
(一)基础过关
1. 标准状况下氧气的密度与空气相比________。
2. 硫在氧气中燃烧火焰颜色为________。
3. 铁与氧气反应的文字描述:________________。
4. 液态氧气的颜色为________,工业储存液氧使用________色钢瓶。
5. 化合反应的核心特征可以总结为________,化合反应________(填“是”或“不是”)基本反应类型。
6. 氧气的两大用途分别是________、________。
7. 铁丝在空气中________(填“能”或“不能”)燃烧。
8. 硫燃烧产生的气体具有________气味。
(二)能力提升
1. 简述木炭伸入氧气瓶时缓慢伸入的原因。
2. 硫燃烧实验中集气瓶底部加水的作用是什么?能否用细沙替代,说明理由。
3. 说明化合反应与氧化反应存在交叉关系的含义,各举一例,并指出哪一类属于基本反应类型。
(三)拓展拔高
1. 对比剧烈氧化和缓慢氧化,写出二者的相同点与不同点。
2. 铁丝燃烧实验中,若铁丝没有出现火星四射的现象,请写出三条可能导致实验失败的原因。
3. 有同学认为氧气可以燃烧,该说法是否正确,请结合氧气化学性质说明理由。
4. 结合氧气的物理性质,分析实验室收集氧气可选用排水法、向上排空气法的依据。
5. 整理木炭、硫、铁丝在空气和氧气中燃烧现象的差异,分析差异产生的根本原因。
六、知识小结
1. 氧气物理性质:无色无味气体,不易溶于水,密度略大于空气,液态、固态均为淡蓝色。
2. 氧气核心化学性质:助燃性,多种物质在氧气中燃烧更剧烈,熟记木炭、硫、铁丝燃烧现象、操作要点与文字描述。
3. 反应分类:多变一为化合反应,化合反应属于四大基本反应类型之一;物质与氧反应为氧化反应,氧化反应不属于基本反应类型,氧化反应分剧烈氧化、缓慢氧化。
4. 氧气两大用途:供给呼吸、支持燃烧。
参考答案与详细解析
一、典型例题答案及解析
1. 答案:C
解析:氧气不易溶于水,液态氧气呈淡蓝色,常温下氧气无色无味,A、B、D说法错误;标准状况下氧气密度略大于空气,C正确。
2. 答案:防止高温熔融物掉落,炸裂集气瓶瓶底。
解析:铁丝燃烧生成高温熔融固体四氧化三铁,高温固体直接接触瓶底会使玻璃冷热不均发生炸裂,水或细沙可以降温、隔绝熔融物与瓶底接触。
3. 答案:C
解析:木炭、铁丝、硫粉燃烧均伴随明显发光放热,属于剧烈氧化;食物腐烂反应速率缓慢,无发光现象,仅持续放热,属于缓慢氧化。
4. 答案:B
解析:氧化反应不属于基本反应类型,A错误;化合反应属于四大基本反应类型之一,B正确;石蜡燃烧生成物有两种,不属于化合反应,C错误;化合反应要求生成物只有一种,仅两种物质反应不一定是化合反应,D错误。
二、分层练习答案及解析
(一)基础过关
1. 略大于空气
解析:氧气密度大于空气,因此收集氧气可选用向上排空气法。
2. 明亮蓝紫色
解析:空气中氧气浓度低,硫燃烧火焰为淡蓝色;纯氧中氧气浓度高,火焰呈明亮蓝紫色。
3. 铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁
解析:严格遵循“反应物和反应物在点燃的条件下反应生成生成物”标准句式。
4. 淡蓝色;蓝
解析:氧气降温加压变为淡蓝色液体,工业液氧统一存放于蓝色钢瓶。
5. 多变一;是
解析:两种及以上反应物,反应后只生成一种物质,是化合反应判定依据,化合反应属于四大基本反应类型。
6. 供给呼吸;支持燃烧
解析:氧气性质对应两大应用场景,供给呼吸用于生命维持,支持燃烧用于工业加工。
7. 不能
解析:空气中氧气含量较低,无法达到铁丝燃烧所需浓度,铁丝仅发红不燃烧。
8. 刺激性
解析:硫燃烧生成二氧化硫,该气体带有刺激性气味,会污染空气。
(二)能力提升
1. 答案:若快速伸入,瓶内氧气受热膨胀逸出,木炭快速熄灭,无法充分燃烧,缓慢伸入能让木炭与瓶内氧气持续充分反应。
解析:气体受热体积膨胀,快速伸入会造成氧气流失,影响实验现象观察。
2. 答案:水的作用是吸收二氧化硫,防止有毒气体逸散污染空气;不能用细沙替代,细沙无法溶解、吸收二氧化硫气体,起不到除污效果。
解析:二氧化硫可溶于水,细沙不具备吸附溶解气体的能力。
3. 答案:部分反应同时满足化合反应、氧化反应,二者存在交叉区域;木炭燃烧既属于化合反应也属于氧化反应;石蜡燃烧是氧化反应但不属于化合反应;氧化钙与水反应是化合反应但不属于氧化反应;化合反应属于基本反应类型,氧化反应不属于基本反应类型。
解析:氧化反应以是否与氧气反应判定,化合反应以生成物种类判定,判定标准不同,因此存在交叉。
(三)拓展拔高
1. 答案:相同点:均属于氧化反应,反应过程都会放出热量;不同点:剧烈氧化反应速率快,伴随发光现象;缓慢氧化反应速率缓慢,无明显发光,肉眼不易察觉反应发生。
解析:氧化反应的共性是放热,区分点在于反应剧烈程度与发光现象。
2. 答案:①铁丝表面铁锈未打磨,阻碍铁与氧气接触;②火柴伸入过早,消耗大量瓶内氧气;③集气瓶内氧气纯度不足;④铁丝温度未达到燃烧所需温度。
解析:从反应物纯度、氧气浓度、引燃操作三个角度分析实验失败原因。
3. 答案:不正确;氧气只具备助燃性,只能支持其他物质燃烧,自身不具备可燃性,无法被点燃。
解析:区分助燃性与可燃性是本课题核心易错点。
4. 答案:排水法依据:氧气不易溶于水,且不与水发生反应;向上排空气法依据:标准状况下氧气密度略大于空气,不会快速向下扩散。
解析:气体收集方法完全由气体溶解性、密度两类物理性质决定。
5. 答案:木炭、硫、铁丝在氧气中燃烧都比空气中更剧烈,火焰/光亮更明显;根本原因是空气中氧气体积分数仅约21%,纯氧中氧气浓度接近100%,反应物浓度越高,反应剧烈程度越强。
解析:反应剧烈程度与反应物浓度正相关。
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