4.2 氧气的性质(讲义)化学新教材鲁教版九年级上册
2026-09-03
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精品
摘要:
本初中化学讲义聚焦氧气的性质,系统梳理氧气的物理性质(颜色、状态、密度等)、化学性质(与碳、硫、铁等物质的反应及实验现象),进而构建氧化反应、氧化物概念,关联自然界氧循环与缓慢氧化,形成从性质到应用的完整知识支架。
资料以实验探究为核心,通过木炭、铁丝等燃烧实验的操作细节与现象对比,培养学生科学探究能力和证据推理的科学思维。设置易错辨析、教材延伸模块,强化化学观念,课中辅助教师高效授课,课后助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第四单元
我们周围的空气
第二节 氧气的性质
课标要点
1. 认识氧气的物理性质(颜色、状态、气味、密度、溶解性、三态变化),能准确描述相关物理性质并解释生活中的相关现象。
2. 通过实验探究氧气的化学性质,掌握木炭、硫、铁丝、磷、铜与氧气反应的实验操作、现象及化学方程式,理解氧气的助燃性与化学活泼性。
3. 理解氧化反应、氧化物的概念,能区分化合反应与氧化反应,识别常见的氧化物,学会从物质分类的角度认识物质。
4. 了解自然界中的氧循环,认识缓慢氧化的特点与应用,树立物质变化与生态平衡的化学观念。
学习重难点
重点:
氧气的物理性质;氧气与碳、硫、铁等物质的反应及实验现象;氧化反应与氧化物的概念;自然界的氧循环与缓慢氧化。
难点:
铁丝燃烧实验的操作与注意事项;氧气浓度与反应剧烈程度的微观解释。
知识点 氧气的性质(重点)
1. 氧气的物理性质
在标准状况下,氧气是一种 、 、无臭的气体,其具体物理性质如下表:
颜色、状态、气味
常温常压下,无色、无味的气体
密度
密度约为 1.429g/L,比空气
溶解性
溶于水,1L 水中大约只能溶解 30mL 氧气
三态变化
降温至 - 183℃时,液化成 液体;降温至 - 218℃时,凝固成 雪花状固体
补充说明:工业上制得的液氧一般加压贮存在 中,便于识别和运输。
2. 氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较 的气体,在一定条件下能与许多物质发生化学反应,具有 。
实验探究 1:木炭与氧气的反应
实验操作
用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热至红热,由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中;燃烧停止后,向集气瓶中加入少量 ,振荡。
实验现象
①木炭在空气中:持续 ,放出热量;
②木炭在氧气中:剧烈燃烧,发出 ,放出大量热;
③加入澄清石灰水后,澄清石灰水 。
文字表达式
符号表达式
实验结论
木炭在氧气中燃烧比在空气中 ,生成 气体。
实验探究 2:硫与氧气的反应
实验操作
在燃烧匙中放入少量硫粉,在酒精灯上点燃,观察现象;再将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶中,观察现象。
实验现象
①硫在空气中:发出 火焰,放出热量,生成有
的气体;
②硫在氧气中:发出明亮的 火焰,放出大量热,生成有刺激性气味的气体。
文字表达式
符号表达式
注意事项
集气瓶底部可预先放少量水,吸收有毒的 ,防止污染空气。
实验探究 3:铁丝与氧气的反应
实验操作
将细铁丝打磨光亮,绕成 ,一端系一根火柴;点燃火柴,待火柴快燃尽时,由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中(集气瓶底部预先放 )。
实验现象
①铁丝在空气中:只能持续 ,不能燃烧;
②铁丝在氧气中:剧烈燃烧, ,放出大量热,生成 。
文字表达式
符号表达式
注意事项
①铁丝打磨光亮:除去表面 ,保证铁丝能与氧气接触;
②绕成螺旋状:增大 ,集中热量,便于持续燃烧;
③系火柴:引燃 ,使温度达到铁丝的着火点;
④瓶底放水 / 细沙:防止 。
实验探究 4:红磷与氧气的反应
实验现象
红磷在氧气中剧烈燃烧,产生大量 ,放出大量热。
文字表达式
符号表达式
实验探究 5:铜与氧气的反应
实验现象
取红色铜片,在酒精灯火焰上加热, 铜片表面逐渐变为 。
文字表达式
符号表达式
3. 氧化反应与氧化物
(1)氧化反应:物质与氧发生的化学反应,叫做 。氧气在氧化反应中提供氧,具有 。
注意:这里的 “氧” 既包括氧气单质,也包括化合物中的氧元素。
(2)氧化物:由 组成的化合物,其中一种元素是 ,这样的化合物叫做 。
例如:CO₂、SO₂、Fe₃O₄、P₂O₅、CuO、H₂O 等都属于氧化物。
注意:KMnO₄、KClO₃、NaOH 等物质虽然含有氧元素,但由 元素组成, 氧化物。
特别提醒
1.氧气具有助燃性,能支持燃烧,但本身不能燃烧,不能作燃料。
2.物质在氧气中燃烧比在空气中更剧烈,是因为单位体积内氧分子数目更多,反应物接触更充分。
3.化合反应与氧化反应是交叉关系:木炭燃烧既是化合反应也是氧化反应;石蜡燃烧生成二氧化碳和水,是氧化反应但不是化合反应。
易错提醒
易错点 1:氧气具有可燃性,可以作燃料
辨析:错误。氧气只能支持燃烧(助燃性),本身不能燃烧,不能作为燃料;火箭推进器中液氧是作氧化剂,不是燃料。
易错点 2:铁丝在空气中燃烧生成四氧化三铁
辨析:错误。铁丝在空气中只能红热,不能燃烧;只有在氧气中才能剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁。
易错点 3:含有氧元素的物质都是氧化物
辨析:错误。氧化物必须满足两个条件:①化合物;②由两种元素组成,其中一种是氧元素。KMnO₄含三种元素,O₂是单质,都不属于氧化物。
教材延伸
1.氧气浓度影响反应剧烈程度的微观本质
化学反应的前提是反应物分子相互碰撞。空气中氮气占 78%,氧分子浓度低,反应物分子碰撞机会少,反应平缓;纯氧中氧分子浓度高,碰撞机会多,反应更剧烈。这也是为什么物质在空气中和在氧气中燃烧剧烈程度不同的根本原因。
2.液氧的工业应用
液态氧广泛应用于航天、医疗、工业领域。航天中液氧与液氢配对,作为火箭推进剂的氧化剂;医疗上液氧用于急救、高压氧舱治疗;工业上液氧用于富氧炼钢、气焊气割,提高火焰温度。
3.臭氧与氧气
臭氧 (O₃) 和氧气 (O₂) 都是由氧元素组成的单质,但分子结构不同,属于同素异形体。臭氧在高空形成臭氧层,吸收紫外线,保护地球生物;低空臭氧是空气污染物,有强氧化性。
随学随练
1.中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为“养气”,意为“养气之质”,体现了人的生存离不开它,这种气体即为氧气。下列关于氧气的说法正确的是
A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
B.氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的高能燃料
C.气态氧气是无色无味的,所以液态氧气也没有颜色
D.氧气可用于医疗急救
2.如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图,下列有关该实验叙述正确的是
A.点燃系在细铁丝下端的火柴,立即插入盛有氧气的集气瓶中
B.观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C.该反应的文字表达式:铁+氧气三氧化二铁
D.集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
知识点 自然界中的氧循环
1. 自然界的氧循环
自然界中,氧气的含量保持相对稳定,是因为氧气的产生和消耗持续进行,形成动态平衡。
氧气的产生
主要来源是绿色植物的 :植物吸收二氧化碳和水,在光照条件下生成有机物和氧气,释放到大气中;少量来自海洋藻类、蓝细菌的光合作用。
氧气的消耗
①生物的 :动植物和微生物吸入氧气,分解有机物释放能量,产生二氧化碳和水;
②燃料的燃烧:煤、石油、天然气等燃料燃烧消耗氧气,释放二氧化碳;
③缓慢氧化:金属锈蚀、食物腐败、动植物遗体腐烂等缓慢氧化过程消耗氧气。
意义:氧循环维持了大气中氧气含量的相对稳定,为生物生存提供了保障,实现了生物圈的物质循环和能量流动。
2. 缓慢氧化
(1)概念:有些氧化反应进行得很慢,甚至不容易被察觉,这种氧化叫做 。
(2)特点:反应速率慢、不发光、放热;属于 ,也放出热量,只是速率慢。
(3)常见实例:
有利的:动植物的呼吸作用、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟、钢铁表面发蓝处理;
有害的:钢铁生锈、食物腐败变质、塑料老化、煤堆自燃。
特别提醒
1.缓慢氧化也属于氧化反应,同样放热,只是热量缓慢释放,不易察觉。
2.燃烧与缓慢氧化的共同点:都是氧化反应,都放热;不同点:燃烧反应剧烈、发光;缓慢氧化速率慢、不发光。
3.自然界的碳循环和氧循环是相互关联的,光合作用消耗二氧化碳产生氧气,呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳。
易错提醒
易错点 1:缓慢氧化不发光、不放热
辨析:错误。缓慢氧化也放出热量,只是反应速率慢,热量及时散失,所以不容易被察觉;若热量积累,可能引发自燃,比如煤堆、棉垛自燃。
易错点 2:光合作用消耗氧气,呼吸作用产生氧气
辨析:错误。光合作用吸收二氧化碳,释放氧气;呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳,二者正好相反,共同维持碳氧平衡。
易错点 3:氧化反应一定要有氧气参加
辨析:错误。氧化反应的概念是物质与氧发生的反应,这里的氧指氧元素,不一定是氧气单质;不过初中阶段常见的氧化反应大多有氧气参加。
教材延伸
1.铁生锈与缓慢氧化
铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用发生的缓慢氧化,生成铁锈(主要成分 Fe₂O₃)。钢铁每年因生锈损失巨大,通过涂油漆、镀锌、涂油等方法隔绝氧气和水,可以防止生锈。
2.食品保鲜与缓慢氧化
食品腐败是微生物繁殖和缓慢氧化共同作用的结果。真空包装、充氮包装、冷藏、添加防腐剂,都是通过隔绝氧气、降低温度来抑制缓慢氧化和微生物繁殖,延长食品保质期。
3.高原反应与氧分压
高原地区空气稀薄,氧分压低,人体血红蛋白结合的氧气不足,会引发头痛、气短等高原反应。随着海拔升高,大气压降低,氧气的体积分数仍约 21%,但单位体积内氧分子数减少。
随学随练
1.下列关于自然界中“水循环”和“氧循环”的说法错误的是
A.氧循环维持了相对恒定的大气含氧量
B.水循环与氧循环在变化上有本质的区别
C.绿色植物通过光合作用使自然界中的氧原子总数增加
D.氧循环中的“氧”指的是氧元素
2.根据如图所示的‘自然界中的氧循环’,下列说法不正确的是
A.森林里空气的含氧量高于沙漠中空气的含氧量
B.自然界中产生氧气的途径主要是植物的光合作用
C.自然界消耗氧气的途径只有燃料燃烧,该反应属于氧化反应
D.大气中各成分含量相对稳定与自然界中的“氧循环”有直接关系
拓展 化合反应与氧化反应的关系
1.化合反应
(1)定义:由 物质生成 物质的反应。
(2)特征: ,通式:A+B+……→C。
2.氧化反应
(1)定义:物质与 发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧,具有 性。
(2)分类:
①剧烈氧化:发光、放热的剧烈氧化反应。如 、爆炸等。
② 氧化:进行得很慢,甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。
(3)共同点:反应都会 。
3.化合反应与氧化反应的关系
化合反应 是氧化反应,氧化反应 是化合反应。二者的关系是 关系。
活学活用
1.符合如图中C部分的化学反应的文字表达式是
A.硫+氧气二氧化硫 B.石蜡+氧气水+二氧化碳
C.二氧化碳+水→碳酸 D.
2.下列化学反应中属于氧化反应但不属于化合反应的是
A. B.
C. D.
题型 氧气的物理性质及其应用
▌例1 中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为“养气”,意为“养气之质”,体现了人的生存离不开它,这种气体即为氧气。下列关于氧气的说法正确的是
A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
B.氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的高能燃料
C.气态氧气是无色无味的,所以液态氧气也没有颜色
D.氧气可用于医疗急救
解题贴士
1.记准氧气物理性质:无色无味气、密度略大、不易溶、液氧淡蓝。
2.注意 “任何条件下”“都”“一定” 这类绝对表述大多错误。
3.水中溶有少量氧气,是鱼虾生存的基础,但氧气仍属于不易溶于水。
▌对点练1-1 人类的呼吸离不开氧气,下列关于氧气的说法正确的是
A.氧气在空气中的质量分数为21% B.氧气具有可燃性
C.氧气密度比空气小 D.氧气的化学性质比较活泼
▌对点练1-2 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气中各成分的说法错误的是
A.氮气可用作食品保护气 B.稀有气体可用作霓虹灯的电光源
C.属于空气污染物 D.空气中的主要来自植物的光合作用
题型 氧气的化学性质实验分析
▌例2 某实验小组在老师的指导下进行了下列实验,请回答下列问题:
(1)实验一中可观察到木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈,说明影响木炭燃烧剧烈程度的因素是 。
(2)实验二反应的文字表达式是 。
(3)实验三在瓶底放少量细沙(或水)的原因是 。
(4)实验结束后,该小组同学发现这三个反应都有氧气参加,所以它们都属于 反应;也体现出了氧气的化学性质比较活泼,具有氧化性。
解题贴士
1.铁丝燃烧实验关键点:打磨、螺旋、火柴引燃、瓶底放水、缓慢伸入。
2.现象区分:空气中红热,氧气中火星四射、生成黑色固体。
3.实验操作目的对应:打磨除铁锈,螺旋增面积,火柴来引燃,放水防炸裂。
▌对点练2-1 氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生反应,如图为实验小组进行氧气性质探究实验装置图,请回答下列问题;
小资料:二氧化硫能与水反应。
(1)小李同学认为两个实验集气瓶底部预留的水作用是相同的,小军同学则认为不同:因为铁丝燃烧集气瓶中的水是为了防止 ;
(2)上述两个反应共同的特征是______(填字母序号)。
A.都是氧化反应 B.生成物都是固体 C.都需要点燃
▌对点练2-2 化学科学十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。下图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)三种物质点燃后都要自上而下 (“缓慢”或“快速”)伸入氧气瓶中。
(2)实验一:写出木炭在氧气中完全燃烧的化学符号表达式 。
(3)实验二:图⑤中集气瓶底部放少量水的目的是 。
(4)实验三:图⑥中可观察到的现象是 ,放热。集气瓶⑦底预先放少量水吸收生成的气体二氧化硫,说明二氧化硫具有的性质是 。(写出其中一点即可)
(5)对比上述细铁丝、木炭和硫在分别在空气和氧气中燃烧的实验,说明反应的剧烈程度与氧气的 有关。
题型 氧化反应与氧化物
▌例3 下列反应与其对应区域匹配正确的是
A.a区:
B.b区:
C.c区:
D.d区:
解题贴士
1.氧化物判断两要素:化合物、两种元素、一种是氧,三者缺一不可。
2.单质、含三种元素的化合物都不是氧化物。
3.氧化反应看是否与氧反应,氧化物看物质组成,二者概念不同。
▌对点练3-1 下列物质中,属于氧化物的是
A.KClO3 B.O2 C.液态空气 D.H2O
▌对点练3-2 如图Ⅰ是有关氧气化学性质的部分知识网络图(反应条件已略去),据图回答下列问题。
(1)X的名称为 。
(2)反应①的文字表达式为 ,该反应使用的氧气最好用排水法收集,理由是 。
(3)检验反应②生成的二氧化碳的操作是 。
(4)反应③的现象是 。
(5)如图Ⅱ,A、B两圆分别表示化合反应和氧化反应,请根据两圆的关系回答问题:
①C表示的含义是 ;
②写出符合C的一个反应的文字表达式 。
题型 氧循环与缓慢氧化
▌例4 下列不属于缓慢氧化的是
A.细胞的呼吸 B.蜡烛燃烧 C.醋的酿造 D.食物的腐烂
解题贴士
1.氧循环核心:产氧靠光合,耗氧靠呼吸、燃烧、缓慢氧化,动态平衡。
2.缓慢氧化也是耗氧途径,速率慢但总量大。
3.氧循环与碳循环相伴而行,共同维持大气成分稳定。
▌对点练4-1 如图是自然界中氧的部分循环示意图,下列关于氧气的说法正确的是
A.氧气有百利而无一害 B.空气中氧气的浓度越高越好
C.空气中氧气的含量永远不变 D.空气中的氧处于动态平衡
▌对点练4-2 如图是某同学整理的部分氧气性质的知识网络,下列有关说法正确的是
A.横线处的性质是物理性质 B.氧气能燃烧,常用作助燃剂
C.I、II过程都放出热量 D.自然界的氧循环不涉及缓慢氧化
基础通关
1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)氧气是我们身边常见的物质,下列关于氧气的说法错误的是
A.能支持燃烧 B.可供动植物呼吸
C.液态氧为无色液体 D.不易溶于水
2.(2026·云南昆明·模拟预测)氧气是一种重要资源。下列说法错误的是
A.氧气的密度比空气的大 B.炼钢和气焊均利用了氧气的可燃性
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射 D.酿醋时发生了缓慢氧化
3.(2026·辽宁阜新·二模)“月壤制氧,中国试验出第一口氧气”,震惊世界。下列说法正确的是
A.月壤制氧说明月壤中含有大量的氧气
B.氧气可作火箭发动机的燃烧剂
C.氧气的化学性质很活泼
D.可通过加压、降温将氧气变成液氧储存在蓝色钢瓶中
4.(2026·吉林长春·模拟预测)兴趣小组利用图1装置进行实验,测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内O2的体积分数(数据如图2)。下列说法不正确的是
A.实验开始前,两集气瓶内O2体积分数相同
B.70s时,乙集气瓶内的CO2体积分数为84.2%
C.可以通过调节氧气的体积分数来调控燃烧
D.木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶内O2的体积分数:甲<乙
5.(2026·山西吕梁·二模)下列对“铁丝在氧气中燃烧”实验的有关操作及解释错误的是
A.用砂纸打磨铁丝——除去铁丝表面的铁锈
B.待火柴梗熄灭后再伸入铁丝——以免火柴梗燃烧消耗氧气
C.铁丝从上而下缓慢伸入——使铁丝与氧气充分反应
D.瓶底放少量水或细沙——防止溅落的熔融物炸裂瓶底
6.(25-26八年级下·山东德州·期末)对实验现象的准确观察和描述是一种基本的化学素养。下列实验现象描述正确的是
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰
B.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光
C.红磷在空气中燃烧,产生大量白雾
D.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
7.(2026·河南郑州·模拟预测)木炭在氧气中燃烧的实验过程如图所示。能证明木炭与氧气发生化学反应的现象是
A.①中发出微弱的红光 B.②中放出热量
C.②中比①中燃烧更加剧烈 D.③中石灰水变浑浊
8.(25-26八年级上·山东德州·期末)如图是物质在氧气中燃烧的实验,下列说法不正确的是
A.装置①和②中的实验现象不同 B.装置①和②中硫燃烧生成的产物不同
C.装置①和③中水的作用不同 D.装置①和③中生成物的状态不同
9.(2025·吉林·一模)某同学做硫的燃烧实验,有关说法不正确的是
A.将燃烧硫缓慢插入盛有氧气的集气瓶内,便于与氧气充分反应
B.集气瓶内放水或细沙是为了吸收,防止污染空气
C.硫在氧气和空气中燃烧现象不同,因为氧气的浓度不同
D.实验结束后,能闻到刺激性气味说明分子在不断的运动
10.(2026·甘肃·模拟预测)春节是中华民族的传统节日,焰火为节日增添了欢乐气氛。以下制作焰火的物质中,属于氧化物的是
A. B. C. D.
11.(25-26八年级下·河北石家庄·期中)氧气能与很多物质发生反应,如图所示的整理(部分反应条件已略去)请回答下列问题:
(1)X、Y可分别表示石蜡和________。
(2)在反应①的实验前,可在集气瓶中加入一定量______用于吸收有毒生成物。该反应的类型:既是氧化反应又是_______反应。
(3)反应④的文字(或符号)表达式为:_______。
(4)由图可知氧气是化学性质比较_______的气体。
12.(25-26九年级上·广东茂名·阶段检测)氧气是生产生活中重要的物质。
(1)氧气有很多用途,下列属于氧气用途的是___________(填字母)。
A.医疗急救 B.食品防腐
C.作航天火箭发射助燃剂 D.霓虹灯
(2)装满氧气的集气瓶,如图1所示,用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入,发现木条复燃,且在甲中燃烧比在乙中更旺。上述实验说明了氧气具有的性质是___________。
(3)如图2所示“氧气”要穿过迷宫,从进口顺利地走到出口,途中遇到不反应的物质才能通过(反应条件省略)。
①“箭头”画出了“氧气”应行走的路线,“氧气”不能从甲处通过。你认为甲处放的物质是___________(填字母),文字表达式为___________。
A.硫 B.水 C.氦气
②不考虑甲,氧气在进迷宫过程中,碰到了___________种能阻止它前进的物质,这几个反应的基本反应类型___________(填“相同”或“不相同”)。
③请写有白烟产生的反应的文字表达式:___________。
13.(25-26八年级上·云南昆明·期末)现有下列物质:A.二氧化碳B.氧气C.氦气D.氢气E.氮气F.氖气,请选择适当的物质填空(填序号,不重复):
(1)可代替氢气作为探空气球的气体是___________;
(2)能使带火星的木条复燃的是___________;
(3)可以燃烧的气体是___________;
(4)可以充入食品包装袋内的保护气是___________;
(5)使澄清的石灰水变浑浊的气体是___________;
(6)可以做城市霓虹灯的气体是___________。
14.(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图是初中化学的几个实验装置图,请回答:
(1)请你分析:如图1所示的操作可能导致的后果________。
(2)图2是铁丝在氧气中燃烧的实验,该反应的文字表达式为________。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进实验,注射器中装有20 mL的蒸馏水。该实验中注射器的变化为________。与课本实验相比,本实验的优点为_______。写出红磷燃烧的文字表达式为________。
15.(25-26八年级下·河北石家庄·期末)化学学科十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,常通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:写出木炭燃烧的文字或符号表达式________________________,木炭在图②中燃烧更剧烈,说明燃烧的剧烈程度与____________有关。
(2)实验二:图④中的铁丝燃烧时可观察到的实验现象是:铁丝在氧气中剧烈燃烧,__________________,放出热量,生成黑色固体。写出反应的文字或符号表达式:______________________________。
某同学在实验中观察到铁丝未燃烧,原因可能是______。(填字母序号)
A.铁丝表面锈迹没有打磨 B.铁丝由上至下缓慢插入集气瓶
C.收集到的氧气不纯 D.集气瓶中剩余水量太多,氧气不足
(3)实验三:在集气瓶中预先装少量水的作用是__________________。
素养提升
16.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·阶段检测)空气是一种宝贵的自然资源。回答下列问题。
(1)空气中可支持燃烧的气体是_______。
(2)利用图1、图2装置测定空气里氧气的体积分数。
①如图1所示,实验中测得的数据小于理论值,可能的原因是_______,写出红磷燃烧的文字表达式:_______。
②如图2所示,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管将放有过量的白磷的容积为50mL的试管与玻璃注射器组成如图实验装置。先夹紧弹簧夹,实验结束后再松开弹簧夹,可观察到活塞前沿移动到约_______mL刻度处。
(3)氧气的化学性质比较活泼。根据图示中氧气与有关物质的反应回答问题。
①如图3所示实验,可观察到的现象是_______。
②如图4所示实验,集气瓶中预留少部分水的目的是_______。
③从化学反应的角度分析,这三个反应的相同点是_______(写一种)。
17.(25-26八年级上·广西南宁·期末)在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图7所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图______(填“①”或“②”)中燃烧更剧烈,写出该反应的文字表达式_____;
(2)实验二:⑤的实验中观察到铁丝未燃烧,原因可能是______(填字母序号);
A.铁丝表面锈迹没有打磨
B.铁丝伸入集气瓶的过程缓慢
C.收集到的氧气不纯
(3)实验三:⑦的实验中集气瓶底要预留少量水的目的是______;
(4)实验总结:实验一,实验三说明,物质的燃烧剧烈程度与氧气的______有关,实验二④中观察到铁丝在空气中不能燃烧,但查阅资料知道,铁粉能在空气中燃烧,说明能否燃烧以及燃烧的剧烈程度还与反应物的______有关。
18.(25-26八年级上·山东烟台·期末)根据要求回答下列问题:
(1)为验证氧气某些物理性质,小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图1所示实验,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图2所示。
①从微观角度分析AB段曲线下降的原因是___________。
②BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的性质是___________。
③图2中D点氧气的体积分数约为___________%。
(2)如装置3所示,向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水(几乎不含氧气),立即塞紧插有两端开口的细玻璃管的橡胶塞,用注射器向玻璃管中注水至P处,手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后,将看到玻璃管中的液面___________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)进行图4所示实验时,发现铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧、___________,放热,生成黑色固体,该反应的符号表达式为___________,该反应的基本反应类型为___________反应。铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同,从微观角度分析其原因是___________。
19.(25-26八年级上·山东德州·期末)“追梦”小组在进行有关“氧”的项目式学习,请回答下列问题:
(1)认识氧元素。符号“O”表示的意义是________。在化学反应中,氧原子易得电子变成________(填“离子符号”)
(2)认识氧气。
①进行图1所示实验时,发现铁丝在氧气中剧烈燃烧,________(填实验现象),铁丝在空气中与在氧气中反应现象明显不同,原因是________。此实验说明氧气具有的化学性质是________。
②小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图2所示的实验,测得氧气的体积分数随时间变化曲线如图3所示。由图线可知,塑料瓶中氧气的体积分数在逐渐下降。BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的物理性质是________,图3中D点对应氧气的体积分数约为________%。
20.(25-26九年级上·宁夏银川·阶段检测)分析硫、木炭、铁丝三种物质在氧气中的燃烧,回答有关问题。
(1)准备工作:用玻璃片盖住收集满氧气的集气瓶后,应___________(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(2)操作角度:铁丝燃烧实验中,需要在火柴快要燃尽时再插入充满氧气的集气瓶中,其目的是___________,集气瓶里放入少量水的作用是___________。
(3)现象角度:①为了检验木炭燃烧的生成物所加入的试剂是___________,木炭在氧气中比在空气中燃烧得更旺,反应的文字表达式是___________;②铁丝在空气中不燃烧,在氧气中才能燃烧,其现象为___________,反应的文字表达式是___________;③在空气中点燃硫时,观察到淡黄色固体熔化后燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中,燃烧得更旺,发出___________火焰,反应的文字表达式是___________。④影响它们燃烧剧烈程度的因素是___________。
(4)从反应角度:三幅图中的三个反应有多个共同点,请写出两点:___________、___________。
迁移创新
21.(25-26九年级上·广东深圳·阶段检测)某兴趣小组对“铁丝(Fe)在氧气(O2)中燃烧”的实验进行了以下探究。
【原理】
(1)铁丝在氧气中燃烧的文字(或符号)表达式:_______________________________;
探究铁丝燃烧与氧气浓度的关系。
【实验 1】取直径为 0.38 mm 的铁丝,分别在氧气体积分数为 90%、70%、 60%、55% 的气体中进行实验。实验现象如表所示。
O2体积分数
90%
70%
60%
55%
实验现象及结论
燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好
燃烧比90%的弱,燃烧时间短,实验成功
燃烧比70%的弱,燃烧时间更短,实验成功
难以燃烧,只是发红
【结论1】
(2)就直径为 0.38 mm 的铁丝而言,铁丝燃烧需氧气体积分数_________(填“>”、“=”或“<”)55%,且氧气浓度越大,燃烧越_________。
铁丝燃烧为什么会火星四射?
【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁,含有一定量的碳。
【实验 2】
(3)将直径都为 0.38 mm 的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧, 实验现象记录如表。请你补充部分实验现象。
物质
纯铁丝
含碳0.05%的铁丝
含碳0.2%的铁丝
含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象
无火星四射现象,熔断
剧烈燃烧,极少火星
______________________
剧烈燃烧,火星四射
【结论 2】
(4)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量________(填“有关”或“无关”)。
22.(25-26九年级上·江西赣州·期中)某研究小组在学习氧气的化学性质时发现:铁丝在氧气中燃烧没有火焰,而蜡烛在氧气中燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
探究一:蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?
(1)点燃蜡烛,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如图所示)。由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由________(填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
探究二:物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?
物质
熔点/℃
沸点/℃
燃烧时温度/℃
石蜡
50~70
300~550
约600
铁
1535
2750
约1800
钠
97.8
883
约1400
(2)由上表可知:物质燃烧能否产生火焰与其________(填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比,由此推测:钠在燃烧时,________(填“有”或“没有”)火焰产生。
(3)根据硫在空气或氧气中燃烧的实验,请推测硫沸点________硫燃烧时的温度(填“>”或“<”或“=”)由此可知,气态物质燃烧一般有火焰,但木材燃烧有黑烟出现了,原因是木材不完全燃烧产生________。
(4)熄灭蜡烛,并立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,发现玻璃片上没有出现水雾,说明白烟不是________。熄灭蜡烛,并立即用燃着的木条伸到白烟处(不接触烛芯),发现蜡烛重新被点燃,这说明白烟具有可燃性,同时可排除假设白烟是蜡烛燃烧时生成的二氧化碳,因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧;蜡烛燃烧产生白烟是________变化。
23.(25-26八年级上·上海金山·期中)图甲是测定空气中氧气体积分数的实验装置。某化学小组对其进行改进,用暖宝宝发热剂代替红磷进行实验,装置如图乙所示。
资料:暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、水和食盐等,铁粉与氧气接触后发生反应放出热量。
(1)如图甲进行实验,为了提高实验的准确性,加入试剂前,应先进行的操作是________,该实验中发生的反应的文字表达式为________,生成物的化学式为________,红磷需过量的目的是________,在整个实验过程中观察的现象是________。
(2)化学小组如图乙进行实验,请分析烧杯中水流入集气瓶的原因是________,该小组最终测得氧气的体积分数为________,造成该结果的原因可能为________,与图甲相比图乙实验的优点是________。
(3)如图丙进行实验,按正确的实验操作后,发现水未被倒吸,分析原因是因为使用了木炭而造成的,解释产生这种现象的原因________;同学们思考后改进了方案:事先在集气瓶中加入足量的某种溶液,仍用木炭,实验成功了。则该溶液的作用是________。
(4)如图丁进行实验,实验中看到的现象是________,文字表达式是________,该反应________(填“是”或“否”)属于氧化反应,预先在集气瓶中放入少量水的作用________。
(5)小明同学在做甲实验时,提出烧杯中的水的量可以随意,你是否同意他的观点,并说明理由________。
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第四单元
我们周围的空气
第二节 氧气的性质
课标要点
1. 认识氧气的物理性质(颜色、状态、气味、密度、溶解性、三态变化),能准确描述相关物理性质并解释生活中的相关现象。
2. 通过实验探究氧气的化学性质,掌握木炭、硫、铁丝、磷、铜与氧气反应的实验操作、现象及化学方程式,理解氧气的助燃性与化学活泼性。
3. 理解氧化反应、氧化物的概念,能区分化合反应与氧化反应,识别常见的氧化物,学会从物质分类的角度认识物质。
4. 了解自然界中的氧循环,认识缓慢氧化的特点与应用,树立物质变化与生态平衡的化学观念。
学习重难点
重点:
氧气的物理性质;氧气与碳、硫、铁等物质的反应及实验现象;氧化反应与氧化物的概念;自然界的氧循环与缓慢氧化。
难点:
铁丝燃烧实验的操作与注意事项;氧气浓度与反应剧烈程度的微观解释。
知识点 氧气的性质(重点)
1. 氧气的物理性质
在标准状况下,氧气是一种无色、无味、无臭的气体,其具体物理性质如下表:
颜色、状态、气味
常温常压下,无色、无味的气体
密度
密度约为 1.429g/L,比空气略大
溶解性
不易溶于水,1L 水中大约只能溶解 30mL 氧气
三态变化
降温至 - 183℃时,液化成淡蓝色液体;降温至 - 218℃时,凝固成淡蓝色雪花状固体
补充说明:工业上制得的液氧一般加压贮存在蓝色钢瓶中,便于识别和运输。
2. 氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下能与许多物质发生化学反应,具有助燃性。
实验探究 1:木炭与氧气的反应
实验操作
用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热至红热,由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中;燃烧停止后,向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡。
实验现象
①木炭在空气中:持续红热,放出热量;
②木炭在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出大量热;
③加入澄清石灰水后,澄清石灰水变浑浊。
文字表达式
碳 + 氧气二氧化碳
符号表达式
实验结论
木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈,生成二氧化碳气体。
实验探究 2:硫与氧气的反应
实验操作
在燃烧匙中放入少量硫粉,在酒精灯上点燃,观察现象;再将燃烧匙伸入盛有氧气的集气瓶中,观察现象。
实验现象
①硫在空气中:发出淡蓝色火焰,放出热量,生成有刺激性气味的气体;
②硫在氧气中:发出明亮的蓝紫色火焰,放出大量热,生成有刺激性气味的气体。
文字表达式
硫 + 氧气二氧化硫
符号表达式
注意事项
集气瓶底部可预先放少量水,吸收有毒的二氧化硫,防止污染空气。
实验探究 3:铁丝与氧气的反应
实验操作
将细铁丝打磨光亮,绕成螺旋状,一端系一根火柴;点燃火柴,待火柴快燃尽时,由瓶口向下缓慢伸入盛有氧气的集气瓶中(集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙)。
实验现象
①铁丝在空气中:只能持续红热,不能燃烧;
②铁丝在氧气中:剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体。
文字表达式
铁 + 氧气四氧化三铁
符号表达式
注意事项
①铁丝打磨光亮:除去表面铁锈,保证铁丝能与氧气接触;
②绕成螺旋状:增大受热面积,集中热量,便于持续燃烧;
③系火柴:引燃铁丝,使温度达到铁丝的着火点;
④瓶底放水 / 细沙:防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底。
实验探究 4:红磷与氧气的反应
实验现象
红磷在氧气中剧烈燃烧,产生大量白烟,放出大量热。
文字表达式
磷 + 氧气五氧化二磷
符号表达式
实验探究 5:铜与氧气的反应
实验现象
取红色铜片,在酒精灯火焰上加热,红色铜片表面逐渐变为黑色。
文字表达式
铜 + 氧气氧化铜
符号表达式
3. 氧化反应与氧化物
(1)氧化反应:物质与氧发生的化学反应,叫做氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性。
注意:这里的 “氧” 既包括氧气单质,也包括化合物中的氧元素。
(2)氧化物:由两种元素组成的化合物,其中一种元素是氧元素,这样的化合物叫做氧化物。
例如:CO₂、SO₂、Fe₃O₄、P₂O₅、CuO、H₂O 等都属于氧化物。
注意:KMnO₄、KClO₃、NaOH 等物质虽然含有氧元素,但由三种元素组成,不属于氧化物。
特别提醒
1.氧气具有助燃性,能支持燃烧,但本身不能燃烧,不能作燃料。
2.物质在氧气中燃烧比在空气中更剧烈,是因为单位体积内氧分子数目更多,反应物接触更充分。
3.化合反应与氧化反应是交叉关系:木炭燃烧既是化合反应也是氧化反应;石蜡燃烧生成二氧化碳和水,是氧化反应但不是化合反应。
易错提醒
易错点 1:氧气具有可燃性,可以作燃料
辨析:错误。氧气只能支持燃烧(助燃性),本身不能燃烧,不能作为燃料;火箭推进器中液氧是作氧化剂,不是燃料。
易错点 2:铁丝在空气中燃烧生成四氧化三铁
辨析:错误。铁丝在空气中只能红热,不能燃烧;只有在氧气中才能剧烈燃烧,火星四射,生成四氧化三铁。
易错点 3:含有氧元素的物质都是氧化物
辨析:错误。氧化物必须满足两个条件:①化合物;②由两种元素组成,其中一种是氧元素。KMnO₄含三种元素,O₂是单质,都不属于氧化物。
教材延伸
1.氧气浓度影响反应剧烈程度的微观本质
化学反应的前提是反应物分子相互碰撞。空气中氮气占 78%,氧分子浓度低,反应物分子碰撞机会少,反应平缓;纯氧中氧分子浓度高,碰撞机会多,反应更剧烈。这也是为什么物质在空气中和在氧气中燃烧剧烈程度不同的根本原因。
2.液氧的工业应用
液态氧广泛应用于航天、医疗、工业领域。航天中液氧与液氢配对,作为火箭推进剂的氧化剂;医疗上液氧用于急救、高压氧舱治疗;工业上液氧用于富氧炼钢、气焊气割,提高火焰温度。
3.臭氧与氧气
臭氧 (O₃) 和氧气 (O₂) 都是由氧元素组成的单质,但分子结构不同,属于同素异形体。臭氧在高空形成臭氧层,吸收紫外线,保护地球生物;低空臭氧是空气污染物,有强氧化性。
随学随练
1.中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为“养气”,意为“养气之质”,体现了人的生存离不开它,这种气体即为氧气。下列关于氧气的说法正确的是
A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
B.氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的高能燃料
C.气态氧气是无色无味的,所以液态氧气也没有颜色
D.氧气可用于医疗急救
【答案】D
【详解】A、氧气不易溶于水,鱼类能在水中生存,是因为水中有少量溶解氧,氧气能供给呼吸,说法错误,不符合题意;
B、氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的助燃剂,氧气不具有可燃性,不能用作火箭发射的高能燃料,说法错误,不符合题意;
C、气态氧气是无色无味的,液态氧气为淡蓝色,说法错误,不符合题意;
D、氧气能供给呼吸,可用于医疗急救,说法正确,符合题意。
故选:D。
2.如图是铁丝在氧气中燃烧的实验示意图,下列有关该实验叙述正确的是
A.点燃系在细铁丝下端的火柴,立即插入盛有氧气的集气瓶中
B.观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体
C.该反应的文字表达式:铁+氧气三氧化二铁
D.集气瓶底部的水不能用少量细沙代替
【答案】B
【详解】A、铁的着火点较高,不易引燃,实验时,点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,待火柴将要燃尽时,插入盛有氧气的集气瓶中,故选项说法错误;
B、铁丝在氧气中燃烧观察到铁丝剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体,故选项说法正确;
C、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应文字表达式为,故选项说法错误;
D、集气瓶底部的水是为了防止熔融状态的生成物温度过高炸裂瓶底,所以可以用细沙代替,故选项说法错误。
故选B。
知识点 自然界中的氧循环
1. 自然界的氧循环
自然界中,氧气的含量保持相对稳定,是因为氧气的产生和消耗持续进行,形成动态平衡。
氧气的产生
主要来源是绿色植物的光合作用:植物吸收二氧化碳和水,在光照条件下生成有机物和氧气,释放到大气中;少量来自海洋藻类、蓝细菌的光合作用。
氧气的消耗
①生物的呼吸作用:动植物和微生物吸入氧气,分解有机物释放能量,产生二氧化碳和水;
②燃料的燃烧:煤、石油、天然气等燃料燃烧消耗氧气,释放二氧化碳;
③缓慢氧化:金属锈蚀、食物腐败、动植物遗体腐烂等缓慢氧化过程消耗氧气。
意义:氧循环维持了大气中氧气含量的相对稳定,为生物生存提供了保障,实现了生物圈的物质循环和能量流动。
2. 缓慢氧化
(1)概念:有些氧化反应进行得很慢,甚至不容易被察觉,这种氧化叫做缓慢氧化。
(2)特点:反应速率慢、不发光、放热;属于氧化反应,也放出热量,只是速率慢。
(3)常见实例:
有利的:动植物的呼吸作用、酒和醋的酿造、农家肥的腐熟、钢铁表面发蓝处理;
有害的:钢铁生锈、食物腐败变质、塑料老化、煤堆自燃。
特别提醒
1.缓慢氧化也属于氧化反应,同样放热,只是热量缓慢释放,不易察觉。
2.燃烧与缓慢氧化的共同点:都是氧化反应,都放热;不同点:燃烧反应剧烈、发光;缓慢氧化速率慢、不发光。
3.自然界的碳循环和氧循环是相互关联的,光合作用消耗二氧化碳产生氧气,呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳。
易错提醒
易错点 1:缓慢氧化不发光、不放热
辨析:错误。缓慢氧化也放出热量,只是反应速率慢,热量及时散失,所以不容易被察觉;若热量积累,可能引发自燃,比如煤堆、棉垛自燃。
易错点 2:光合作用消耗氧气,呼吸作用产生氧气
辨析:错误。光合作用吸收二氧化碳,释放氧气;呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳,二者正好相反,共同维持碳氧平衡。
易错点 3:氧化反应一定要有氧气参加
辨析:错误。氧化反应的概念是物质与氧发生的反应,这里的氧指氧元素,不一定是氧气单质;不过初中阶段常见的氧化反应大多有氧气参加。
教材延伸
1.铁生锈与缓慢氧化
铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用发生的缓慢氧化,生成铁锈(主要成分 Fe₂O₃)。钢铁每年因生锈损失巨大,通过涂油漆、镀锌、涂油等方法隔绝氧气和水,可以防止生锈。
2.食品保鲜与缓慢氧化
食品腐败是微生物繁殖和缓慢氧化共同作用的结果。真空包装、充氮包装、冷藏、添加防腐剂,都是通过隔绝氧气、降低温度来抑制缓慢氧化和微生物繁殖,延长食品保质期。
3.高原反应与氧分压
高原地区空气稀薄,氧分压低,人体血红蛋白结合的氧气不足,会引发头痛、气短等高原反应。随着海拔升高,大气压降低,氧气的体积分数仍约 21%,但单位体积内氧分子数减少。
随学随练
1.下列关于自然界中“水循环”和“氧循环”的说法错误的是
A.氧循环维持了相对恒定的大气含氧量
B.水循环与氧循环在变化上有本质的区别
C.绿色植物通过光合作用使自然界中的氧原子总数增加
D.氧循环中的“氧”指的是氧元素
【答案】C
【详解】A. 生物呼吸消耗氧气,绿色植物光合作用释放氧气,氧循环维持了大气含氧量的相对恒定,说法正确。
B. 水循环是水的三态变化,属于物理变化;氧循环过程伴随呼吸、光合作用等化学反应,属于化学变化,二者变化本质有区别,说法正确。
C. 根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类、数目均不变,光合作用属于化学变化,不会增加自然界中的氧原子总数,说法错误。
D. 氧循环是氧元素在不同物质间的循环过程,其中“氧”指氧元素,说法正确。
2.根据如图所示的‘自然界中的氧循环’,下列说法不正确的是
A.森林里空气的含氧量高于沙漠中空气的含氧量
B.自然界中产生氧气的途径主要是植物的光合作用
C.自然界消耗氧气的途径只有燃料燃烧,该反应属于氧化反应
D.大气中各成分含量相对稳定与自然界中的“氧循环”有直接关系
【答案】C
【详解】森林中植物数量多,光合作用旺盛,会持续产生氧气;沙漠中植被稀少,光合作用很弱,氧气产生量少,因此森林里的空气含氧量会高于沙漠,说法正确;
B、自然界中产生氧气的途径主要是植物的光合作用,说法正确;
C、自然界消耗氧气的途径有很多,主要包括:生物的呼吸作用:动植物和微生物通过呼吸作用消耗氧气,释放二氧化碳。燃料燃烧:化石燃料、木材等燃烧时消耗氧气。物质的缓慢氧化:如金属锈蚀、食物腐败等过程也会消耗氧气,说法错误;
D、氧循环通过光合作用产生氧气,通过呼吸作用、燃烧等消耗氧气,维持了氧气和二氧化碳等气体的动态平衡,说法正确;
故选:C。
拓展 化合反应与氧化反应的关系
1.化合反应
(1)定义:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
(2)特征:多变一,通式:A+B+……→C。
2.氧化反应
(1)定义:物质与氧气发生的反应。氧气在氧化反应中提供氧,具有氧化性。
(2)分类:
①剧烈氧化:发光、放热的剧烈氧化反应。如燃烧、爆炸等。
②缓慢氧化:进行得很慢,甚至不易被察觉的氧化反应。如动植物的呼吸、食物的腐烂、醋的酿造、农家肥料的腐熟、铁的生锈等。
(3)共同点:反应都会 放热 。
3.化合反应与氧化反应的关系
化合反应不一定是氧化反应,氧化反应不一定是化合反应。二者的关系是交叉关系。
活学活用
1.符合如图中C部分的化学反应的文字表达式是
A.硫+氧气二氧化硫 B.石蜡+氧气水+二氧化碳
C.二氧化碳+水→碳酸 D.
【答案】A
【详解】A.反应物为2种、生成物为1种,符合化合反应“多变一”的特征;且有氧气参与反应,属于氧化反应,正确;
B.生成物为水和二氧化碳共2种,不符合化合反应的特征,仅属于氧化反应,错误;
C.仅符合化合反应特征,没有氧气参与反应,不属于氧化反应,错误;
D.生成物共3种,不属于化合反应,且没有氧气参与反应,也不属于氧化反应,错误。
2.下列化学反应中属于氧化反应但不属于化合反应的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】氧化反应是物质与氧气发生的反应,化合反应是两种或两种以上物质生成另一种物质的反应,特征为“多变一”,则属于氧化反应但不属于化合反应的是,A正确。
题型 氧气的物理性质及其应用
▌例1 中国化学之父徐寿先生在《化学鉴原》编译中称一种气体为“养气”,意为“养气之质”,体现了人的生存离不开它,这种气体即为氧气。下列关于氧气的说法正确的是
A.鱼类能在水中生存,说明氧气易溶于水
B.氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的高能燃料
C.气态氧气是无色无味的,所以液态氧气也没有颜色
D.氧气可用于医疗急救
【答案】D
【详解】A、氧气不易溶于水,鱼类能在水中生存,是因为水中有少量溶解氧,氧气能供给呼吸,说法错误,不符合题意;
B、氧气可以支持燃烧,常用作火箭发射的助燃剂,氧气不具有可燃性,不能用作火箭发射的高能燃料,说法错误,不符合题意;
C、气态氧气是无色无味的,液态氧气为淡蓝色,说法错误,不符合题意;
D、氧气能供给呼吸,可用于医疗急救,说法正确,符合题意。
故选:D。
解题贴士
1.记准氧气物理性质:无色无味气、密度略大、不易溶、液氧淡蓝。
2.注意 “任何条件下”“都”“一定” 这类绝对表述大多错误。
3.水中溶有少量氧气,是鱼虾生存的基础,但氧气仍属于不易溶于水。
▌对点练1-1 人类的呼吸离不开氧气,下列关于氧气的说法正确的是
A.氧气在空气中的质量分数为21% B.氧气具有可燃性
C.氧气密度比空气小 D.氧气的化学性质比较活泼
【答案】D
【详解】A、氧气在空气中的体积分数约为21%,不是质量分数,该说法错误;
B、氧气具有助燃性,能支持燃烧,但本身不具有可燃性,该说法错误;
C、氧气密度比空气略大,该说法错误;
D、氧气能与许多物质发生化学反应,化学性质比较活泼,该说法正确。
故选D。
▌对点练1-2 空气是一种宝贵的自然资源。下列有关空气中各成分的说法错误的是
A.氮气可用作食品保护气 B.稀有气体可用作霓虹灯的电光源
C.属于空气污染物 D.空气中的主要来自植物的光合作用
【答案】C
【详解】A、氮气化学性质不活泼,不易与其他物质发生反应,所以可用作食品保护气,防止食品被氧化变质等,该说法正确;
B、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯的电光源,该说法正确;
C、二氧化碳(CO2)虽然会导致温室效应,但它不属于空气污染物,目前计入空气污染指数的项目为:二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等,该说法错误;
D、植物光合作用的过程是在光照条件下,利用叶绿体将二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气,所以空气中的O2主要来自植物的光合作用,该说法正确。
故选C。
题型 氧气的化学性质实验分析
▌例2 某实验小组在老师的指导下进行了下列实验,请回答下列问题:
(1)实验一中可观察到木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈,说明影响木炭燃烧剧烈程度的因素是 。
(2)实验二反应的文字表达式是 。
(3)实验三在瓶底放少量细沙(或水)的原因是 。
(4)实验结束后,该小组同学发现这三个反应都有氧气参加,所以它们都属于 反应;也体现出了氧气的化学性质比较活泼,具有氧化性。
【答案】(1)氧气的浓度
(2)
(3)防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底
(4)氧化
【详解】(1)实验一中可观察到木炭在氧气中燃烧比在空气中剧烈,说明影响木炭燃烧剧烈程度的因素是氧气的浓度,即氧气浓度越大,燃烧越剧烈;
(2)实验二中硫与氧气点燃生成二氧化硫,反应的文字表达式为;
(3)实验三:铁燃烧生成四氧化三铁固体,在瓶底放少量细沙(或水)的原因是防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底;
(4)都是与氧气反应,都属于氧化反应。
解题贴士
1.铁丝燃烧实验关键点:打磨、螺旋、火柴引燃、瓶底放水、缓慢伸入。
2.现象区分:空气中红热,氧气中火星四射、生成黑色固体。
3.实验操作目的对应:打磨除铁锈,螺旋增面积,火柴来引燃,放水防炸裂。
▌对点练2-1 氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以和许多物质发生反应,如图为实验小组进行氧气性质探究实验装置图,请回答下列问题;
小资料:二氧化硫能与水反应。
(1)小李同学认为两个实验集气瓶底部预留的水作用是相同的,小军同学则认为不同:因为铁丝燃烧集气瓶中的水是为了防止 ;
(2)上述两个反应共同的特征是______(填字母序号)。
A.都是氧化反应 B.生成物都是固体 C.都需要点燃
【答案】(1)热的熔融物溅落,炸裂集气瓶
(2)AC
【详解】(1)硫燃烧集气瓶内水的作用是吸收生成的二氧化硫气体;铁燃烧集气瓶内水的作用是防止热的熔融物溅落,炸裂集气瓶。
(2)硫燃烧是硫和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化硫,铁燃烧是铁和氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,两个反应都是物质与氧气的反应,属于氧化反应,反应条件都是点燃;故选AC。
▌对点练2-2 化学科学十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。下图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)三种物质点燃后都要自上而下 (“缓慢”或“快速”)伸入氧气瓶中。
(2)实验一:写出木炭在氧气中完全燃烧的化学符号表达式 。
(3)实验二:图⑤中集气瓶底部放少量水的目的是 。
(4)实验三:图⑥中可观察到的现象是 ,放热。集气瓶⑦底预先放少量水吸收生成的气体二氧化硫,说明二氧化硫具有的性质是 。(写出其中一点即可)
(5)对比上述细铁丝、木炭和硫在分别在空气和氧气中燃烧的实验,说明反应的剧烈程度与氧气的 有关。
【答案】(1)缓慢
(2)
(3)防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底
(4) 淡蓝色火焰,有刺激性气味气体产生 能够溶于水或能与水反应
(5)浓度
【详解】(1)三种物质点燃后都要自上而下缓慢伸入氧气瓶中,是为了使氧气与可燃物充分反应,并防止过多的氧气溢出;
(2)木炭在氧气中完全燃烧生成二氧化碳,该反应的化学符号表达式为;
(3)铁丝在氧气中剧烈燃烧生成高温熔融物,若直接溅落至瓶底,可能导致瓶体受热不均而炸裂,因此为了防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底,故需要在集气瓶底部放少量水;
(4)①硫在空气中燃烧可观察到的现象是:燃烧产生淡蓝色火焰,有刺激性气味气体产生,放热;
②集气瓶⑦底预先放少量水吸收生成的气体二氧化硫,说明二氧化硫具有的性质是能够溶于水或能与水反应;
(5)对比上述细铁丝、木炭和硫分别在空气和氧气中燃烧现象的不同,说明反应的剧烈程度与氧气的浓度有关。
题型 氧化反应与氧化物
▌例3 下列反应与其对应区域匹配正确的是
A.a区:
B.b区:
C.c区:
D.d区:
【答案】B
【详解】A、a区属于化合反应,不属于氧化反应,丁烷与氧气反应属于氧化反应,但生成物为两种物质,不属于化合反应,不符合题意。
B、b区既是氧化反应,又是化合反应,碳与氧气反应生成二氧化碳一种物质,既是氧化反应又是化合反应,符合题意。
C、c区属于氧化反应,但不属于化合反应,水通电分解生成氢气和氧气,反应物为一种,生成物两种,既不是氧化反应,也不是化合反应,不符合题意。
D、d区属于分解反应,碳酸钠与盐酸反应中反应物为两种物质,不是分解反应,不符合题意。
故选B。
解题贴士
1.氧化物判断两要素:化合物、两种元素、一种是氧,三者缺一不可。
2.单质、含三种元素的化合物都不是氧化物。
3.氧化反应看是否与氧反应,氧化物看物质组成,二者概念不同。
▌对点练3-1 下列物质中,属于氧化物的是
A.KClO3 B.O2 C.液态空气 D.H2O
【答案】D
【详解】A、氯酸钾KClO3由钾(K)、氯(Cl)、氧(O)三种元素组成,不符合氧化物“只含两种元素”的条件。因此,A不是氧化物。
B、氧气O2,属于单质(由同种元素组成的纯净物),不是化合物。氧化物必须是化合物,因此B不是氧化物。
C、液态空气是空气的液态形式,空气是混合物(主要含氮气、氧气等),不是纯净物,更不是化合物。氧化物必须是化合物,因此C不是氧化物。
D、水H2O由氢(H)和氧(O)两种元素组成,其中一种元素是氧,符合氧化物的定义。因此,D是氧化物。
故选D。
▌对点练3-2 如图Ⅰ是有关氧气化学性质的部分知识网络图(反应条件已略去),据图回答下列问题。
(1)X的名称为 。
(2)反应①的文字表达式为 ,该反应使用的氧气最好用排水法收集,理由是 。
(3)检验反应②生成的二氧化碳的操作是 。
(4)反应③的现象是 。
(5)如图Ⅱ,A、B两圆分别表示化合反应和氧化反应,请根据两圆的关系回答问题:
①C表示的含义是 ;
②写出符合C的一个反应的文字表达式 。
【答案】(1)四氧化三铁
(2) 硫+氧气二氧化硫 排水法收集氧气时可以在集气瓶中留少量水,用于吸收生成物二氧化硫,防止其污染空气
(3)在蜡烛火焰上方罩一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯,若澄清石灰水变浑浊,则产生二氧化碳(合理即可)
(4)铁丝剧烈燃烧,火星四射,大量放热,产生黑色固体
(5) 既是化合反应,又是氧化反应 红磷+氧气五氧化二磷(合理即可)
【详解】(1)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,X的名称为四氧化三铁;
(2)反应①是硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,反应的文字表达式为:硫+氧气二氧化硫;在做该实验时,要预先在盛有氧气的集气瓶中放少量水,其作用是吸收二氧化硫,防止污染空气,所以排水法收集氧气时可以在集气瓶中留少量水;
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验反应②中有二氧化碳生成的操作是:在蜡烛火焰上方罩一个用澄清石灰水润湿内壁的烧杯,若澄清石灰水变浑浊,则产生二氧化碳;
(4)铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,产生黑色固体;
(5)①A、B两圆分别表示化合反应和氧化反应,C表示的既是化合反应,又是氧化反应;
②红磷+氧气五氧化二磷,该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应;该反应是物质与氧气发生的化学反应,属于氧化反应。
题型 氧循环与缓慢氧化
▌例4 下列不属于缓慢氧化的是
A.细胞的呼吸 B.蜡烛燃烧 C.醋的酿造 D.食物的腐烂
【答案】B
【详解】A.细胞呼吸是生物体内有机物与氧气缓慢反应释放能量的过程,属于;
B.蜡烛燃烧是剧烈的发光放热的氧化反应,反应速率快、现象明显,不属于;
C.醋的酿造是微生物参与下的长时间缓慢氧化过程,属于;
D.食物腐烂是食物与氧气发生的缓慢变质过程,属于。
解题贴士
1.氧循环核心:产氧靠光合,耗氧靠呼吸、燃烧、缓慢氧化,动态平衡。
2.缓慢氧化也是耗氧途径,速率慢但总量大。
3.氧循环与碳循环相伴而行,共同维持大气成分稳定。
▌对点练4-1 如图是自然界中氧的部分循环示意图,下列关于氧气的说法正确的是
A.氧气有百利而无一害 B.空气中氧气的浓度越高越好
C.空气中氧气的含量永远不变 D.空气中的氧处于动态平衡
【答案】D
【详解】A、氧气有利有弊,如氧气虽然能供给呼吸,但也会使金属生锈,该选项说法不正确;
B、空气中氧气浓度太高也会加快食物的腐烂和铁的锈蚀,故空气中的氧气浓度并不是越高越好,该选项说法不正确;
C、大气中氧气的含量会因呼吸、燃烧、光合作用等过程而发生变化,该选项说法不正确;
D、大气中氧气的含量会因呼吸、燃烧、光合作用等过程而发生变化,则空气中的氧处于动态平衡,该选项说法正确。
故选D。
▌对点练4-2 如图是某同学整理的部分氧气性质的知识网络,下列有关说法正确的是
A.横线处的性质是物理性质 B.氧气能燃烧,常用作助燃剂
C.I、II过程都放出热量 D.自然界的氧循环不涉及缓慢氧化
【答案】C
【详解】A、燃烧和缓慢氧化都有新物质生成,属于化学变化,体现的是氧气的化学性质,不是物理性质,A 选项错误。
B、氧气本身不能燃烧,具有助燃性,常用作助燃剂,B 选项错误。
C、燃烧是剧烈的氧化反应,缓慢氧化是进行得很缓慢的氧化反应,这两个过程都放出热量,C 选项正确。
D、自然界的氧循环中,动植物呼吸、食物腐烂等都属于缓慢氧化,是氧循环的一部分,D 选项错误。
故选C。
基础通关
1.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)氧气是我们身边常见的物质,下列关于氧气的说法错误的是
A.能支持燃烧 B.可供动植物呼吸
C.液态氧为无色液体 D.不易溶于水
【答案】C
【详解】A.氧气具有助燃性,能够支持燃烧,说法正确。
B.氧气可供给呼吸,是动植物维持生命活动必需的物质,说法正确。
C.液态氧为淡蓝色液体,并非无色,说法错误。
D.氧气的溶解性为不易溶于水,因此可用排水法收集氧气,说法正确。
2.(2026·云南昆明·模拟预测)氧气是一种重要资源。下列说法错误的是
A.氧气的密度比空气的大 B.炼钢和气焊均利用了氧气的可燃性
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射 D.酿醋时发生了缓慢氧化
【答案】B
【详解】A. 正确;
B. 炼钢和气焊均利用了氧气的助燃性,不具有可燃性,错误;
C. 铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射,生成黑色固体,放出大量的热,正确;
D. 酿醋中发生了物质与氧气的反应,且进行得很慢,不易被察觉,属于缓慢氧化,正确。
3.(2026·辽宁阜新·二模)“月壤制氧,中国试验出第一口氧气”,震惊世界。下列说法正确的是
A.月壤制氧说明月壤中含有大量的氧气
B.氧气可作火箭发动机的燃烧剂
C.氧气的化学性质很活泼
D.可通过加压、降温将氧气变成液氧储存在蓝色钢瓶中
【答案】D
【详解】A.月壤制氧是利用月壤中含氧化合物里的氧元素,说明月壤含有氧元素,并非存在大量氧气单质,说法错误。
B.氧气只有助燃性、无可燃性,只能作火箭发动机的助燃剂,不能作燃烧剂,说法错误。
C.氧气的化学性质是比较活泼,可与多数物质反应,但并非“很活泼”(如常温下和金、铂等不反应),表述错误。
D.对氧气加压、降温可使其转化为淡蓝色液氧,工业上通常将液氧储存在蓝色钢瓶中,说法正确。
4.(2026·吉林长春·模拟预测)兴趣小组利用图1装置进行实验,测量木条和蜡烛燃烧至熄灭过程中集气瓶内O2的体积分数(数据如图2)。下列说法不正确的是
A.实验开始前,两集气瓶内O2体积分数相同
B.70s时,乙集气瓶内的CO2体积分数为84.2%
C.可以通过调节氧气的体积分数来调控燃烧
D.木条、蜡烛均熄灭后,集气瓶内O2的体积分数:甲<乙
【答案】B
【详解】A.由图2可知,实验起始时两个集气瓶的氧气体积分数起点相同,即实验前氧气体积分数相同,说法正确。
B.70s时乙集气瓶内氧气体积分数为,集气瓶内原本就含有氮气等其他气体,剩余气体除氧气、二氧化碳外还有氮气等,因此二氧化碳体积分数不可能达到,说法错误。
C.由实验结果可知,氧气浓度降低到一定程度后燃烧就会停止,因此可以通过调节氧气体积分数调控燃烧,说法正确。
D.可燃物熄灭后,甲(木条)瓶中氧气体积分数约为,乙(蜡烛)瓶中约为,因此氧气体积分数:甲<乙,说法正确。
5.(2026·山西吕梁·二模)下列对“铁丝在氧气中燃烧”实验的有关操作及解释错误的是
A.用砂纸打磨铁丝——除去铁丝表面的铁锈
B.待火柴梗熄灭后再伸入铁丝——以免火柴梗燃烧消耗氧气
C.铁丝从上而下缓慢伸入——使铁丝与氧气充分反应
D.瓶底放少量水或细沙——防止溅落的熔融物炸裂瓶底
【答案】B
【详解】A. 铁丝长期放置表面会生成铁锈(主要成分为),铁锈不可燃,会阻碍铁与氧气接触,用砂纸打磨可除去铁锈,操作和解释均正确;
B. 若火柴梗完全熄灭后再伸入铁丝,铁丝温度会低于其着火点,无法被引燃,不能发生燃烧反应。正确操作是待火柴梗快燃尽时伸入,既减少火柴燃烧消耗瓶内氧气,又能保证铁丝温度达到着火点,因此该操作及解释错误;
C. 铁丝从上而下缓慢伸入,可使铁丝与氧气充分接触,持续反应,现象更明显,操作和解释均正确;
D. 铁丝燃烧生成高温熔融物四氧化三铁,瓶底放少量水或细沙可吸收热量,防止熔融物溅落炸裂冷的瓶底,操作和解释均正确。
6.(25-26八年级下·山东德州·期末)对实验现象的准确观察和描述是一种基本的化学素养。下列实验现象描述正确的是
A.硫在氧气中燃烧,发出淡蓝色火焰
B.镁条在空气中燃烧,发出耀眼的白光
C.红磷在空气中燃烧,产生大量白雾
D.铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射
【答案】B
【详解】A. 硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,错误;
B. 镁条在空气中燃烧,发出耀眼白光,放出热量,生成白色固体,正确;
C. 红磷在空气中燃烧生成的五氧化二磷是固体小颗粒,现象为产生大量白烟;雾是液态小液滴,错误;
D. 铁丝在空气中无法燃烧,仅能被加热至红热,只有在氧气中才会剧烈燃烧、火星四射,错误。
7.(2026·河南郑州·模拟预测)木炭在氧气中燃烧的实验过程如图所示。能证明木炭与氧气发生化学反应的现象是
A.①中发出微弱的红光 B.②中放出热量
C.②中比①中燃烧更加剧烈 D.③中石灰水变浑浊
【答案】D
【详解】判断化学反应发生的根本依据是有新物质生成,①中发出微弱的红光,②中放出热量,②中比①中燃烧更加剧烈,均只是对现象的描述,不能证明生成了新物质,③中石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,有新物质生成,说明木炭与氧气发生了化学变化。
8.(25-26八年级上·山东德州·期末)如图是物质在氧气中燃烧的实验,下列说法不正确的是
A.装置①和②中的实验现象不同 B.装置①和②中硫燃烧生成的产物不同
C.装置①和③中水的作用不同 D.装置①和③中生成物的状态不同
【答案】B
【详解】A、硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,则装置①和②中的实验现象不同,不符合题意;
B、硫在氧气中燃烧和硫在空气中燃烧的产物相同,均是二氧化硫,符合题意;
C、装置①和②集气瓶中水的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气;装置③集气瓶中水的作用是防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,因此装置①和③中水的作用不同,不符合题意;
D、装置①中是硫在氧气中燃烧,生成二氧化硫气体,装置③中是铁丝在氧气中燃烧,生成黑色固体四氧化三铁,因此装置①和③中生成物的状态不同,不符合题意;
故选B。
9.(2025·吉林·一模)某同学做硫的燃烧实验,有关说法不正确的是
A.将燃烧硫缓慢插入盛有氧气的集气瓶内,便于与氧气充分反应
B.集气瓶内放水或细沙是为了吸收,防止污染空气
C.硫在氧气和空气中燃烧现象不同,因为氧气的浓度不同
D.实验结束后,能闻到刺激性气味说明分子在不断的运动
【答案】B
【详解】A、将燃烧的硫缓慢插入盛有氧气的集气瓶内,这样能使硫与氧气充分接触,便于与氧气充分反应,如果快速插入,燃烧产生的热量会使氧气受热膨胀逸出,不利于充分反应,该说法正确,不符合题意;
B、集气瓶内放水是为了吸收SO2,防止污染空气,因为SO2能与水反应。但放细沙不能吸收SO2,该说法错误,符合题意;
C、氧气的浓度会影响可燃物燃烧的剧烈程度。硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,现象不同就是因为氧气的浓度不同,氧气浓度越高,燃烧越剧烈,该说法正确,不符合题意;
D、实验结束后,能闻到刺激性气味,这是因为SO2分子在不断运动,运动到人的鼻腔,刺激嗅觉神经,使人闻到气味,该说法正确,不符合题意。
故选B。
10.(2026·甘肃·模拟预测)春节是中华民族的传统节日,焰火为节日增添了欢乐气氛。以下制作焰火的物质中,属于氧化物的是
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】氧化物的判定标准为:属于化合物,仅由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素。
【详解】A.C12H22O11由C、H、O三种元素组成,不符合“两种元素”的要求,不是氧化物,不符合题意;
B.Al2O3仅由Al、O两种元素组成,且含有氧元素,符合氧化物定义,符合题意;
C.KClO3由K、Cl、O三种元素组成,不符合要求,不是氧化物,不符合题意;
D.SrCO3由Sr、C、O三种元素组成,不符合要求,不是氧化物,不符合题意。
【点睛】本题考查氧化物的概念辨析,核心易错点是忽略氧化物 “两种元素 + 一种为氧元素” 双重限定条件。学生极易误把含有氧元素的化合物全部当成氧化物,需牢记:含氧物质≠氧化物,必须同时满足元素种类为 2 种,且其中一种是氧元素,二者缺一不可。
11.(25-26八年级下·河北石家庄·期中)氧气能与很多物质发生反应,如图所示的整理(部分反应条件已略去)请回答下列问题:
(1)X、Y可分别表示石蜡和________。
(2)在反应①的实验前,可在集气瓶中加入一定量______用于吸收有毒生成物。该反应的类型:既是氧化反应又是_______反应。
(3)反应④的文字(或符号)表达式为:_______。
(4)由图可知氧气是化学性质比较_______的气体。
【答案】(1)四氧化三铁
(2) 水 化合
(3)/
(4)活泼
【详解】(1)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,因此Y为四氧化三铁。
(2)红磷燃烧生成的有毒五氧化二磷可与水反应,因此集气瓶中加水即可吸收;该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,同时有氧气参与,也属于氧化反应。
(3)反应④是硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,文字(或符号)表达式为:或。
(4)氧气能与红磷、硫、铁、石蜡等多种物质发生反应,说明其化学性质比较活泼。
12.(25-26九年级上·广东茂名·阶段检测)氧气是生产生活中重要的物质。
(1)氧气有很多用途,下列属于氧气用途的是___________(填字母)。
A.医疗急救 B.食品防腐
C.作航天火箭发射助燃剂 D.霓虹灯
(2)装满氧气的集气瓶,如图1所示,用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入,发现木条复燃,且在甲中燃烧比在乙中更旺。上述实验说明了氧气具有的性质是___________。
(3)如图2所示“氧气”要穿过迷宫,从进口顺利地走到出口,途中遇到不反应的物质才能通过(反应条件省略)。
①“箭头”画出了“氧气”应行走的路线,“氧气”不能从甲处通过。你认为甲处放的物质是___________(填字母),文字表达式为___________。
A.硫 B.水 C.氦气
②不考虑甲,氧气在进迷宫过程中,碰到了___________种能阻止它前进的物质,这几个反应的基本反应类型___________(填“相同”或“不相同”)。
③请写有白烟产生的反应的文字表达式:___________。
【答案】(1)AC
(2)支持燃烧、密度比空气大
(3) A 2 相同
【详解】(1)A、氧气能供给呼吸,可用于医疗急救,符合题意;
B、氧气化学性质比较活泼,会加速食品氧化变质,不能用于食品防腐,不符合题意;
C、氧气具有助燃性,可用作航天火箭发射助燃剂,符合题意;
D、稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯,不符合题意。
故选:AC;
(2)带火星的木条复燃,可证明氧气能支持燃烧;甲瓶正放、乙瓶倒放,木条在甲中燃烧更旺,说明氧气密度比空气大,倒放时氧气易向下逸散,导致乙瓶上方氧气浓度低,所以木条在甲中燃烧比在乙中更旺;
(3)①“氧气”在途中遇到不反应的物质才能通过,硫在点燃条件下能和氧气反应生成二氧化硫,水、氦气都不与氧气反应,“氧气”不能从甲处通过,因此甲是硫,故选:A;
硫在点燃条件下和氧气反应生成二氧化硫,文字表达式为;
②铁在点燃条件下能和氧气反应生成四氧化三铁,红磷在点燃条件下能和氧气反应生成五氧化二磷,氩气、二氧化碳均不与氧气反应,故不考虑甲,氧气在进迷宫过程中,碰到了2种能阻止它前进的物质;铁在点燃条件下和氧气反应生成四氧化三铁,红磷在点燃条件下和氧气反应生成五氧化二磷,以上反应均符合“多变一”的特点,属于基本反应类型中的化合反应,故这几个反应的基本反应类型相同;
③红磷在点燃条件下和氧气反应生成五氧化二磷,产生大量白烟,文字表达式为。
13.(25-26八年级上·云南昆明·期末)现有下列物质:A.二氧化碳B.氧气C.氦气D.氢气E.氮气F.氖气,请选择适当的物质填空(填序号,不重复):
(1)可代替氢气作为探空气球的气体是___________;
(2)能使带火星的木条复燃的是___________;
(3)可以燃烧的气体是___________;
(4)可以充入食品包装袋内的保护气是___________;
(5)使澄清的石灰水变浑浊的气体是___________;
(6)可以做城市霓虹灯的气体是___________。
【答案】(1)C
(2)B
(3)D
(4)E
(5)A
(6)F
【详解】(1)氦气的密度比空气小,且化学性质稳定,安全性能高,可代替氢气作为探空气球的气体,故填: C。
(2)氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故填:B。
(3)氢气具有可燃性,可以燃烧,故填:D。
(4)氮气的化学性质不活泼,可充入食品包装袋内作保护气,防止食品变质,故填: E。
(5)二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,使澄清石灰水变浑浊,故填: A。
(6)氖气在通电时能发出不同颜色的光,可用于制作霓虹灯,故填: F。
14.(25-26九年级上·福建漳州·期中)如图是初中化学的几个实验装置图,请回答:
(1)请你分析:如图1所示的操作可能导致的后果________。
(2)图2是铁丝在氧气中燃烧的实验,该反应的文字表达式为________。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进实验,注射器中装有20 mL的蒸馏水。该实验中注射器的变化为________。与课本实验相比,本实验的优点为_______。写出红磷燃烧的文字表达式为________。
【答案】(1)打破试管底部
(2)
(3) 注射器活塞先上移后下移,最后停在14mL刻度处 更环保(或结果更准确,合理即可)
【详解】(1)取用块状固体时需先将试管横放,把固体放在管口后缓慢竖起试管,让固体滑到管底。图中直接竖直投入锌粒,锌粒质量较大,会砸破试管底部。
(2)见答案
(3)①Y形管容积为30mL,其中氧气体积约为,红磷燃烧消耗氧气后装置内压强减小,注射器中蒸馏水流入Y形管,活塞最终停在处。
②该装置为密闭体系,既避免五氧化二磷逸出污染空气,也减少了操作带来的误差。
③见答案。
15.(25-26八年级下·河北石家庄·期末)化学学科十分重视实证和理性思维。在课堂学习中,常通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:写出木炭燃烧的文字或符号表达式________________________,木炭在图②中燃烧更剧烈,说明燃烧的剧烈程度与____________有关。
(2)实验二:图④中的铁丝燃烧时可观察到的实验现象是:铁丝在氧气中剧烈燃烧,__________________,放出热量,生成黑色固体。写出反应的文字或符号表达式:______________________________。
某同学在实验中观察到铁丝未燃烧,原因可能是______。(填字母序号)
A.铁丝表面锈迹没有打磨 B.铁丝由上至下缓慢插入集气瓶
C.收集到的氧气不纯 D.集气瓶中剩余水量太多,氧气不足
(3)实验三:在集气瓶中预先装少量水的作用是__________________。
【答案】(1) (或者符号表达式:) 氧气浓度(或者浓度)
(2) 火星四射 (或者符号表达式:) AC
(3)吸收生成的二氧化硫,防止有毒气体污染空气。
【分析】实验一:木炭燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
实验二:铁丝燃烧生成四氧化三铁。
实验三:硫燃烧生成二氧化硫。
【详解】(1)见答案。
空气中氧气浓度低,木炭燃烧微弱;纯氧中氧气浓度高,燃烧更剧烈,说明燃烧剧烈程度与氧气浓度有关。
(2)铁丝燃烧时可观察到的实验现象是:铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。
见答案。
A.铁锈阻隔铁与氧气接触,无法燃烧;
B.缓慢插入是正确操作,不会导致不燃烧;
C.氧气纯度太低,温度达不到铁丝燃烧条件,无法燃烧;
D.集气瓶剩余水量较多不会导致铁丝无法燃烧,不属于铁丝未燃烧的原因。
故选AC。
(3)硫燃烧生成二氧化硫,属于空气污染物,二氧化硫能溶于水,预先加水可吸收尾气。
素养提升
16.(25-26九年级上·内蒙古赤峰·阶段检测)空气是一种宝贵的自然资源。回答下列问题。
(1)空气中可支持燃烧的气体是_______。
(2)利用图1、图2装置测定空气里氧气的体积分数。
①如图1所示,实验中测得的数据小于理论值,可能的原因是_______,写出红磷燃烧的文字表达式:_______。
②如图2所示,用橡皮塞塞紧试管口,通过导管将放有过量的白磷的容积为50mL的试管与玻璃注射器组成如图实验装置。先夹紧弹簧夹,实验结束后再松开弹簧夹,可观察到活塞前沿移动到约_______mL刻度处。
(3)氧气的化学性质比较活泼。根据图示中氧气与有关物质的反应回答问题。
①如图3所示实验,可观察到的现象是_______。
②如图4所示实验,集气瓶中预留少部分水的目的是_______。
③从化学反应的角度分析,这三个反应的相同点是_______(写一种)。
【答案】(1)氧气/O2
(2) 红磷不足/没有冷却到室温读数/装置漏气 10
(3) 剧烈燃烧,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 防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底部 都属于氧化反应/反应条件都是点燃/都放出热量
【详解】(1)空气中可支持燃烧的气体是氧气(O2),氧气具有助燃性。
(2)①测得数据小于理论值的原因:红磷量不足,会使氧气不能完全被消耗,导致进入集气瓶中的水的体积偏小,从而测得的数据小于理论值;装置漏气,在冷却过程中外界空气进入集气瓶,也会使进入集气瓶中的水的体积偏小;未冷却至室温就打开止水夹,集气瓶内气体温度较高,压强较大,进入集气瓶中的水的体积会偏小。红磷燃烧生成五氧化二磷,反应的文字表达式。
②空气中氧气的体积分数约为五分之一,试管容积为50mL,其中氧气的体积约为。白磷燃烧消耗氧气,松开弹簧夹后,注射器内的活塞会从20mL刻度处向左移动10mL,最终停在约刻度处。
(3)①图 3 是硫在氧气中燃烧,可观察到的现象是剧烈燃烧,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。
②图 4 是铁丝在氧气中燃烧,细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,生成物的温度较高。集气瓶中预留少部分水的目的是防止高温熔融物溅落,炸裂集气瓶底部。
③三个反应的相同点:从化学反应的角度分析,这三个反应(硫、铁丝、红磷与氧气的反应)都是物质与氧气发生的反应,都属于氧化反应;反应条件都是点燃;都放出热量等(写出一种合理答案即可)。
17.(25-26八年级上·广西南宁·期末)在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图7所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图______(填“①”或“②”)中燃烧更剧烈,写出该反应的文字表达式_____;
(2)实验二:⑤的实验中观察到铁丝未燃烧,原因可能是______(填字母序号);
A.铁丝表面锈迹没有打磨
B.铁丝伸入集气瓶的过程缓慢
C.收集到的氧气不纯
(3)实验三:⑦的实验中集气瓶底要预留少量水的目的是______;
(4)实验总结:实验一,实验三说明,物质的燃烧剧烈程度与氧气的______有关,实验二④中观察到铁丝在空气中不能燃烧,但查阅资料知道,铁粉能在空气中燃烧,说明能否燃烧以及燃烧的剧烈程度还与反应物的______有关。
【答案】(1) ②
(2)AC
(3)吸收二氧化硫,防止污染空气
(4) 氧气的浓度 接触面积
【详解】(1)氧气能支持燃烧,氧气浓度越大,燃烧越剧烈。空气中氧气约占21%,所以木炭在图②氧气中燃烧比在图①空气中燃烧更剧烈,木炭燃烧生成二氧化碳,反应的文字表达式为。
(2)A、铁丝表面锈迹没有打磨,铁锈会阻碍铁丝与氧气接触,导致铁丝无法燃烧。
B、铁丝伸入集气瓶过程缓慢,可以使铁丝充分燃烧。
C、收集到的氧气不纯,氧气浓度不足,铁丝也不会燃烧。 故选AC。
(3)硫在氧气中燃烧会生成有毒的二氧化硫气体,二氧化硫能溶于水,所以集气瓶底预留少量水的目的是吸收二氧化硫,防止污染空气。
(4)实验一(木炭在氧气中燃烧更剧烈)、实验三(硫在氧气中燃烧更剧烈)说明,物质的燃烧剧烈程度与氧气的浓度有关。 铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中能燃烧,说明能否燃烧以及燃烧的剧烈程度还与反应物的接触面积有关。
18.(25-26八年级上·山东烟台·期末)根据要求回答下列问题:
(1)为验证氧气某些物理性质,小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图1所示实验,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图2所示。
①从微观角度分析AB段曲线下降的原因是___________。
②BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的性质是___________。
③图2中D点氧气的体积分数约为___________%。
(2)如装置3所示,向盛有氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水(几乎不含氧气),立即塞紧插有两端开口的细玻璃管的橡胶塞,用注射器向玻璃管中注水至P处,手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后,将看到玻璃管中的液面___________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)进行图4所示实验时,发现铁丝在空气中不燃烧,在氧气中剧烈燃烧、___________,放热,生成黑色固体,该反应的符号表达式为___________,该反应的基本反应类型为___________反应。铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同,从微观角度分析其原因是___________。
【答案】(1) 打开瓶盖后,瓶中的氧分子运动到瓶外 氧气的密度大于空气的密度 21
(2)上升
(3) 火星四射 化合 单位体积内氧分子的数目不同,纯氧中氧分子数远多于空气,铁丝与氧分子碰撞的机会更多,反应更剧烈
【详解】(1)①从微观角度分析AB段曲线下降的原因是打开瓶盖后,瓶中的氧分子运动到瓶外;
②BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的性质是氧气的密度大于空气的密度;
③观察图2可知,D点氧气的体积分数约为21%,这是因为空气中氧气的体积分数约为21%,当瓶内氧气充分扩散后,最终氧气的体积分数接近空气中氧气的体积分数;
(2)摇晃集气瓶能促进氧气溶解,导致瓶内气体压强减小,因此玻璃管中的液面上升;
(3)铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧、火星四射、放热,生成黑色固体,该反应的符号表达式为,该反应属于化合反应;铁丝在空气中与在氧气中反应的剧烈程度明显不同,从微观角度分析其原因是单位体积内氧分子的数目不同,纯氧中氧分子数远多于空气,铁丝与氧分子碰撞的机会更多,反应更剧烈。
19.(25-26八年级上·山东德州·期末)“追梦”小组在进行有关“氧”的项目式学习,请回答下列问题:
(1)认识氧元素。符号“O”表示的意义是________。在化学反应中,氧原子易得电子变成________(填“离子符号”)
(2)认识氧气。
①进行图1所示实验时,发现铁丝在氧气中剧烈燃烧,________(填实验现象),铁丝在空气中与在氧气中反应现象明显不同,原因是________。此实验说明氧气具有的化学性质是________。
②小组同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行图2所示的实验,测得氧气的体积分数随时间变化曲线如图3所示。由图线可知,塑料瓶中氧气的体积分数在逐渐下降。BC段曲线下降幅度明显超过AB段,体现氧气的物理性质是________,图3中D点对应氧气的体积分数约为________%。
【答案】(1) 氧元素/1个氧原子
(2) 火星四射,生成黑色固体 氧气的浓度不同 助燃性(或支持燃烧) 氧气的密度比空气大 21
【详解】(1)符号“O”表示氧元素或1个氧原子;在化学反应中,氧原子易得2个电子变成氧离子,其离子符号为;故填:氧元素或1个氧原子;。
(2)①进行图1所示实验时,发现铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体;由于空气中氧气浓度低,因此铁丝在空气中不燃烧、在氧气中剧烈燃烧,差异原因是氧气的浓度不同;此实验说明氧气具有的化学性质是助燃性;故填:火星四射,生成黑色固体;氧气的浓度不同;助燃性(或支持燃烧)。
②180 s后将塑料瓶倒置,BC段曲线下降幅度明显超过AB段。这是因为氧气的密度比空气大,倒置后氧气更容易向下运动扩散到瓶外,体现了氧气的密度比空气大的性质。观察图3可知,D点氧气的体积分数约为21%,这是因为空气中氧气的体积分数约为21%,当瓶内氧气充分扩散后,最终氧气的体积分数接近空气中氧气的体积分数;故填:氧气的密度比空气大;21。
20.(25-26九年级上·宁夏银川·阶段检测)分析硫、木炭、铁丝三种物质在氧气中的燃烧,回答有关问题。
(1)准备工作:用玻璃片盖住收集满氧气的集气瓶后,应___________(填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(2)操作角度:铁丝燃烧实验中,需要在火柴快要燃尽时再插入充满氧气的集气瓶中,其目的是___________,集气瓶里放入少量水的作用是___________。
(3)现象角度:①为了检验木炭燃烧的生成物所加入的试剂是___________,木炭在氧气中比在空气中燃烧得更旺,反应的文字表达式是___________;②铁丝在空气中不燃烧,在氧气中才能燃烧,其现象为___________,反应的文字表达式是___________;③在空气中点燃硫时,观察到淡黄色固体熔化后燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中,燃烧得更旺,发出___________火焰,反应的文字表达式是___________。④影响它们燃烧剧烈程度的因素是___________。
(4)从反应角度:三幅图中的三个反应有多个共同点,请写出两点:___________、___________。
【答案】(1)正放
(2) 防止火柴燃烧消耗过多的氧气,影响铁丝的燃烧实验 防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底
(3) 澄清石灰水 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体 蓝紫色 氧气的浓度
(4) 都是化合反应 都是氧化反应
【详解】(1)用玻璃片盖住收集满氧气的集气瓶后,应正放在桌面上,因为氧气的密度比空气大。
(2)铁丝燃烧实验中,需要在火柴快燃尽时再插入充满氧气的集气瓶中,其目的是防止火柴燃烧消耗过多的氧气,影响铁丝的燃烧实验。 集气瓶里放入少量水的作用是防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底。
(3)①为了检验木炭燃烧的生成物(二氧化碳),所加入的试剂是澄清石灰水。木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,反应的文字表达式是。
②铁丝在氧气中燃烧的现象为剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体。铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式是。
③硫在氧气中燃烧更旺,发出蓝紫色火焰。硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,反应的文字表达式是。
④影响它们燃烧剧烈程度的因素是氧气的浓度,氧气浓度越高,燃烧越剧烈。
(4)三幅图中的三个反应(硫、木炭、铁丝在氧气中的燃烧反应)的共同点有:都是化合反应(由两种或两种以上物质生成一种物质的反应),都是氧化反应(物质与氧气发生的反应)。
迁移创新
21.(25-26九年级上·广东深圳·阶段检测)某兴趣小组对“铁丝(Fe)在氧气(O2)中燃烧”的实验进行了以下探究。
【原理】
(1)铁丝在氧气中燃烧的文字(或符号)表达式:_______________________________;
探究铁丝燃烧与氧气浓度的关系。
【实验 1】取直径为 0.38 mm 的铁丝,分别在氧气体积分数为 90%、70%、 60%、55% 的气体中进行实验。实验现象如表所示。
O2体积分数
90%
70%
60%
55%
实验现象及结论
燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好
燃烧比90%的弱,燃烧时间短,实验成功
燃烧比70%的弱,燃烧时间更短,实验成功
难以燃烧,只是发红
【结论1】
(2)就直径为 0.38 mm 的铁丝而言,铁丝燃烧需氧气体积分数_________(填“>”、“=”或“<”)55%,且氧气浓度越大,燃烧越_________。
铁丝燃烧为什么会火星四射?
【资料】生活中常见的铁都不是纯净的铁,含有一定量的碳。
【实验 2】
(3)将直径都为 0.38 mm 的纯铁丝和不同含碳量的铁丝放入氧气中燃烧, 实验现象记录如表。请你补充部分实验现象。
物质
纯铁丝
含碳0.05%的铁丝
含碳0.2%的铁丝
含碳0.6%的铁丝
燃烧时的现象
无火星四射现象,熔断
剧烈燃烧,极少火星
______________________
剧烈燃烧,火星四射
【结论 2】
(4)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量________(填“有关”或“无关”)。
【答案】(1)或
(2) > 剧烈
(3)剧烈燃烧,有较多火星
(4)有关
【详解】(1)铁与氧气在点燃条件下生成四氧化三铁。
(2)氧气体积分数55%时铁丝仅发红,无法正常燃烧,因此燃烧需要氧气体积分数>55%;
由表格可知,氧气浓度越高,铁丝燃烧越剧烈。
(3)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象和含碳量有关,铁丝中含碳量越高、铁丝燃烧越剧烈,更能产生火星四射现象,0.2%碳含量处于中间梯度,较多火星最为合适。
(4)含碳量越高,火星现象越明显,纯铁无火星,证明火星四射由铁丝中的碳导致,二者有关。
22.(25-26九年级上·江西赣州·期中)某研究小组在学习氧气的化学性质时发现:铁丝在氧气中燃烧没有火焰,而蜡烛在氧气中燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。
探究一:蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?
(1)点燃蜡烛,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如图所示)。由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由________(填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。
探究二:物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?
物质
熔点/℃
沸点/℃
燃烧时温度/℃
石蜡
50~70
300~550
约600
铁
1535
2750
约1800
钠
97.8
883
约1400
(2)由上表可知:物质燃烧能否产生火焰与其________(填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。通过上表中石蜡、铁的数据对比,由此推测:钠在燃烧时,________(填“有”或“没有”)火焰产生。
(3)根据硫在空气或氧气中燃烧的实验,请推测硫沸点________硫燃烧时的温度(填“>”或“<”或“=”)由此可知,气态物质燃烧一般有火焰,但木材燃烧有黑烟出现了,原因是木材不完全燃烧产生________。
(4)熄灭蜡烛,并立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,发现玻璃片上没有出现水雾,说明白烟不是________。熄灭蜡烛,并立即用燃着的木条伸到白烟处(不接触烛芯),发现蜡烛重新被点燃,这说明白烟具有可燃性,同时可排除假设白烟是蜡烛燃烧时生成的二氧化碳,因为二氧化碳不燃烧也不支持燃烧;蜡烛燃烧产生白烟是________变化。
【答案】(1)气态
(2) 沸点 有
(3) < 炭黑(或碳颗粒)
(4) 水蒸气 物理变化
【详解】(1)由实验探究蜡烛燃烧产生的火焰的原因:点燃蜡烛,将金属导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如题干图所示)。由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成。故答案为:气态。
(2) 由表格数据进一步探究物质燃烧能否产生火焰与其熔点、沸点和燃烧时温度的关系:
①分析蜡烛的熔点、沸点和燃烧时温度,发现其燃烧的温度比沸点高,燃烧产生了火焰。
②分析铁丝的熔点、沸点和燃烧时温度,发现其燃烧的温度比沸点低,燃烧不产生火焰。
③再分析钠的熔点、沸点和燃烧时温度,发现其燃烧的温度比沸点高,故推断其燃烧能产生火焰。故答案为:沸点;有。
(3)硫燃烧时有火焰产生,故硫燃烧时的温度高于其沸点;木材燃烧有黑烟出现了,原因是木材不完全燃烧产生炭黑。
(4)熄灭蜡烛,并立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,发现玻璃片上没有出现水雾,说明白烟不是水蒸气;蜡烛燃烧产生的白烟是石蜡小颗粒,只是物质形态发生改变,故蜡烛燃烧产生白烟是物理变化。
23.(25-26八年级上·上海金山·期中)图甲是测定空气中氧气体积分数的实验装置。某化学小组对其进行改进,用暖宝宝发热剂代替红磷进行实验,装置如图乙所示。
资料:暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、水和食盐等,铁粉与氧气接触后发生反应放出热量。
(1)如图甲进行实验,为了提高实验的准确性,加入试剂前,应先进行的操作是________,该实验中发生的反应的文字表达式为________,生成物的化学式为________,红磷需过量的目的是________,在整个实验过程中观察的现象是________。
(2)化学小组如图乙进行实验,请分析烧杯中水流入集气瓶的原因是________,该小组最终测得氧气的体积分数为________,造成该结果的原因可能为________,与图甲相比图乙实验的优点是________。
(3)如图丙进行实验,按正确的实验操作后,发现水未被倒吸,分析原因是因为使用了木炭而造成的,解释产生这种现象的原因________;同学们思考后改进了方案:事先在集气瓶中加入足量的某种溶液,仍用木炭,实验成功了。则该溶液的作用是________。
(4)如图丁进行实验,实验中看到的现象是________,文字表达式是________,该反应________(填“是”或“否”)属于氧化反应,预先在集气瓶中放入少量水的作用________。
(5)小明同学在做甲实验时,提出烧杯中的水的量可以随意,你是否同意他的观点,并说明理由________。
【答案】(1) 检查装置气密性 P2O5 保证氧气完全反应 红磷燃烧产生大量白烟,冷却到室温后打开止水夹,水进入集气瓶,进入集气瓶水的体积,约为集气瓶空气体积的五分之一
(2) 暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、水和食盐等,铁粉与氧气接触后发生反应,氧气减少气压降低,在外界大气压作用下,烧杯中水流入集气瓶 18.3% 暖宝宝发热剂不足 更环保
(3) 木炭燃烧生成二氧化碳,气压变化不大 吸收二氧化碳
(4) 剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体 是 防止高温熔融物溅落瓶底,炸裂瓶底
(5)不同意,红磷燃烧消耗氧气,烧杯中水进入集气瓶,进入水的体积等于消耗的氧气体积,烧杯中水的体积要大于集气瓶中氧气体积
【详解】(1)如图甲进行实验,为了测定氧气体积分数,为了提高实验的准确性,加入试剂前,应先进行的操作是检查装置气密性;
该实验中红磷燃烧生成五氧化二磷,发生的反应的文字表达式为,生成物的化学式为P2O5;
红磷需过量的目的是保证氧气完全反应,在整个实验过程中观察的现象是红磷燃烧产生大量白烟,冷却到室温后打开止水夹,水进入集气瓶,进入集气瓶水的体积,约为集气瓶空气体积的五分之一。
(2)暖宝宝发热剂的主要成分是铁粉、水和食盐等,铁粉与氧气接触后发生反应,氧气减少气压降低,在外界大气压作用下,烧杯中水流入集气瓶,最终流入集气瓶55ml水,氧气体积分数=,体积分数偏小,可能原因暖宝宝发热剂不足,与图甲相比图乙实验的优点更环保。
(3)图丙进行实验,按正确的实验操作后,发现水未被倒吸,是因为木炭燃烧生成二氧化碳,气压变化不大;
同学们思考后改进了方案:事先在集气瓶中加入足量的某种溶液,仍用木炭,实验成功了,则该溶液的作用是吸收二氧化碳。
(4)铁在氧气中燃烧,现象是剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体,文字表达式:,该反应有氧气参与,属于氧化反应;
预先在集气瓶中放入少量水的作用是防止高温熔融物溅落瓶底,炸裂瓶底。
(5)烧杯中的水的量不可以随意,原因红磷燃烧消耗氧气,烧杯中水进入集气瓶,进入水的体积等于消耗的氧气体积,烧杯中水的体积要大于集气瓶中氧气体积。
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