2.1 性质活泼的氧气 导学案

第二章
第一节
性质活泼的氧气
学习目标：
1.认识氧气的主要物理性质；
2.观察和描述木炭、铁丝、蜡烛等在氧气中燃烧的现象，从中归纳出氧气的化学性质；
3.了解氧气的主要用途、氧气与人类的密切关系；
4.了解氧气的工业制法，学习实验室制备氧气的原理、装置和操作，一般性了解两套装置的区别。
重点和难点：
氧气的化学性质和获得
考点梳理：
一、氧气的物理性质
通常情况下，是无色无味的气体；密度为1.429g/L，略大于空气；氧气不易溶于水；液氧为淡蓝色的液体，固体淡蓝色雪花状。
二、氧气的化学性质
（一）与非金属（碳、硫、磷）反应
1、木炭（黑色固体）燃烧
实验现象：在空气中的燃烧情况：木炭红热，无烟、无焰，生成无色无味的气体。
在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
文字方程式
做木炭燃烧实验时，燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入（充分利用瓶内的氧气）。
2、硫粉（淡黄色）燃烧：
实验现象：在空气中：发出微弱的淡蓝色火焰；放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中:
发出明亮的蓝紫色的火焰，
放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
文字方程式
实验时，要在瓶底装少量NaOH溶液（吸收二氧化硫，防止污染空气）。
3、红磷（暗红色固体）的燃烧
实验现象：在空气中：发出黄白色火焰，放出大量热，生成大量白烟
在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，放出大量热，生成大量的白烟
文字方程式：
注意：P2O5是固体，不是液体，不能说“白雾”
（二）与金属（镁、铁）的反应
1、镁带（银白色固体）在空气中燃烧
实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色粉末状固体。
文字方程式：
2铁丝（银白色固体）实验现象：在空气中加热情况：持续加热发红，不能燃烧。
在氧气中燃烧剧烈，火星四射，放出大量热，生成黑色固体。
文字方程式：
思考：
（1）打磨铁丝作用：
（2）绕成螺旋状作用：
（3）系上火柴杆作用：
（4）火柴点燃后为什么不立即插入集气瓶中（要等到即将燃尽）：
（5）铁丝插入集气瓶速度慢：
（6）集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水作用:防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底
【例1】
实验室测定氧气含量时，能否用铁丝代替红磷？
【例2】取窗纱上的铁丝，在自制的氧气中做燃烧实验，未产生“火星四射”的现象，实验失败的可能原因：
①铁丝生锈
②氧气纯度低
③温度未达到铁丝的着火点
3、铜丝(红色固体)在空气中加热：在铜丝表面出现一层黑色物质。
文字方程式：
（三）与某些化合物（蜡烛、甲烷）的反应——产物均为：二氧化碳和水
实验现象：在氧气中比空气中燃烧剧烈，发出白光，集气瓶内壁出现水珠，有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。
文字表达式：石蜡+
氧气（O2）二氧化碳（CO2）+
水（H2O）
空气中燃烧情况：燃烧产生黄色火焰，放热，稍有黑烟。
（四）其他物质与氧气的反应——缓慢氧化：
燃烧：发光，发热的剧烈的化学反应
缓慢氧化：有些氧化反应进行得很慢，甚至不容易被察觉，这种氧化反应叫做缓慢氧化。
自燃：（介绍）
【例3】缓慢氧化的例子：动植物新陈代谢，金属锈蚀，食物腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等。（光合作用不属于缓慢氧化）
【例4】燃烧，缓慢氧化的共同点：
不同点：
【例5】
装满氧气的集气瓶如图所示，用带火星的木条分别以甲、乙两种方式迅速插入，观察到木条复燃，且在甲中燃烧比在乙中燃烧更旺。上述实验说明了氧气具有的性质是：
①
②

【例6】如图，某气体的收集和处理装置，请推断该气体的性质：
气体的性质：
倒漏斗作用：
总结：
1、氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中，氧气提供氧，称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂；具有氧化性。
2、物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成正比；
3、物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有火焰产生，固体直接燃烧，产生光或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即固体小颗粒；
4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象，如缓慢氧化。
三、氧气的用途
1、供给呼吸：医疗上急救病人，登山、潜水、航空、宇航提供呼吸；
2、支持燃烧：炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂
四、氧气的工业制法（分离液态空气法）（物理变化）
原理：利用液态氧和液态氮的沸点不同。——物理变化（蒸馏）
工业上用
分离液态空气
的方法制取氧气，利用N2和O2的
沸点
不同，首先将空气除尘净化，再除去CO2和水蒸气，然后在低温下加压降温，使空气液化，得到液态空气。接着控制温度蒸发，使液氮变成氮气蒸发，留下
液态氧
，后者存于钢瓶中。
五、氧气的实验室制法（化学变化）
一、用高锰酸钾制取氧气
A、药品：、高锰酸钾（紫黑色固体）
B、原理：
C、装置：
此装置适用范围：
（装置的选择考虑的角度是反应物的状态和反应条件）反应一般装置分为发生装置和收集装置（考试时一定要看清）
D、操作步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。
①
连接装置：从下往上，从左往右的顺序。
②
检查装置的气密性
：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中出现一段稳定的水柱，证明装置不漏气。
③
装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽），药品要平铺在试管的底部：均匀受热。试管口应放一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管；导管应稍露出橡皮塞，便于气体排出
④固定装置
：固定试管时，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水倒流引起试管破裂
）；铁夹应夹在试管的中上部，即夹在离管口约1/3处；
⑤加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体：排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气）。水排完后，应用玻璃片盖住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空气大，防止气体逸出）；用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部，有利于集气瓶内空气排出排尽，使收集的气体更纯。
⑦实验结束时，先将导管移出水面再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂
⑧熄灭酒精灯，停止加热
E、验满
检验：用带火星的木条伸入集气瓶内，发现木条复燃，说明是氧气；
验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。（排水法收集时如何验满呢？）
二、双氧水（过氧化氢）制取氧气
A、药品：过氧化氢和二氧化锰（黑色粉末）
装置：
此装置适用范围：
（装置的选择考虑的角度是反应物的状态和反应条件）
B、实验原理：
文字方程式：
注：MnO2在该反应中是催化剂，起催化作用
步骤：连、查、装（二氧化锰）、定、倒（过氧化氢溶液）、收
注意事项：
①、长颈漏斗下端应该伸入液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；
可以用分液漏斗代替，分液漏斗作用：可以控制反应速率和产生气体的量
②、导管只需略微伸入试管塞
③、气密性检查：夹紧弹簧夹，从长颈漏斗加入水至形成液封，再加入少量的水，若长颈漏斗中形成一段稳定的水柱，说明该装置不漏气。
④、装药品时，先装固体后装液体
关于催化剂：
概念：在化学反应中能加快其他物质的反应速率，但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
特点：一改变（加快反应速率）、两不变（质量、化学性质）
注意：①催化剂不能增加生成物的质量，不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、又不是生成物
③催化剂仅针对某一反应，并不是所有反应的催化剂。
如：二氧化锰是催化剂（
）
④某一反应的催化剂可能不只一种。
如：双氧水分解时的催化剂只能是二氧化锰（
）
3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂，催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液制取氧气中，催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。
【例7】a曲线表示10g双氧水，b曲线表示10g双氧水和1g二氧化锰，下图正确的是（
）
【例8】
用实验的方法证明：氧化铜在过氧化氢的分解中作催化剂
提示：证明某种物质为催化剂，要证明：①能加快反应速率②反应前后质量不变③反应后化学性质不变（仍然具有催化作用）。
【例9】
过氧化氢和二氧化锰充分反应后的剩余物是_________,可用__________法分离。
【例10】这两种制取氧气的实验，哪个更好？双氧水制氧气
原因①装置简单，操作简便
②节约能源
③产物污染小
【例11】潜水艇中用过氧化钠和二氧化碳常温下反应生成氧气和碳酸钠这种方法来制取氧气，与加热高锰酸钾制氧气相比有什么优点？
优点：
【例12】区别氧气、空气、氮气、二氧化碳的方法：
三、自然界氧气的获得：光合作用
6CO2+6H20
C6H12O6+6O2
练习与测试一：
1、下列实验现象描述正确的是
（
）
A、磷在氧气中燃烧，有大量白雾产生
B、木炭在氧气中燃烧，发出白光，产生大量的白烟
C、铁丝在氧气中燃烧，火焰呈蓝色并有黑色固体生成
D、硫在氧气中燃烧，发出蓝紫色火焰，并生成有刺激性气味的气体
2、下列物质在盛有空气的密闭容器内燃烧后，可以除去空气中的氧气，并且不会混入其他气体的是
（　
　）
A、磷　
　
B、蜡烛　
　
C、木炭　
　
D、硫粉
3、实验室里有一瓶气体，请你来共同探究：怎样立即确定它是不是氧气？你认为应该用下述方法中的
（
）
A、讨论
　　
B、调查
　　
C、实验
　　
D、上网
4、下列说法正确的是　
（
）
A、高锰酸钾中含有氧气，加热时即可放出
　　B、从空气中可以得到氮气和氧气，这个变化是分解反应
　　C、凡是含氧的物质都可以作为实验室制氧气的原料
　　D、实验室用高锰酸钾制氧气时发生了化学反应　
5、下列关于氧气的性质的描述中错误的是
（
）
A、标况下密度比空气大
B.
氧气不溶于水
C、
通常氧气是无色无味的
D.液氧是淡蓝色
6、细铁丝在氧气中燃烧时的反应现象是
(
)
A、产生光彩夺目的火焰，生成黑色固体
B．剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
C．铁丝红热，熔化
D．产生蓝色火焰，生成黑色固体
7、铁、木炭、蜡烛在氧中燃烧共同的现象是
（
）
A.都有气体生成
B.都发白光
C.都能放热
D.都会生成无色的水
8、关于氧气用途的说法不正确的是
(
)
A．氧气可用来炼钢
B．氧气可用来灭火
C．氧气可用于登山或飞行
D．氧气可提供动植物呼吸
9、在通常状况下，氧气是一种______色，_________气味，________溶解于水，密度比空气_______的一种气体。
10、紫黑色固体A受热后分解出气体B。暗红色固体C在B中燃烧产生大量白烟D。根据题意推测：
（1）物质名称分别是
A
B
C
D
（2）反应的文字表达式：
练习与测试二：
1、氧气的化学性质
（
）
A、比较活泼，在高温条件下能与许多物质发生剧烈的化学反应
B、很活泼，在常温时能与所有物质发生剧烈的化学反应
C、不活泼，常温时不能与其它物质发生化学反应
D、很不活泼，高温时难与其它物质发生化学反应
2、下列说法正确的是
（
）
A、工业上采用分离液态空气的方法制取氧气
B、工业制取氧气属于化学变化
C、液体氧气属于混合物
D、高锰酸钾加热完全分解后的固体剩余物属于纯洁物
3、检验集气瓶内氧气是否收集满，最好的方法是
(
　
)
A、将带火星的木条伸至集气瓶中
B、将燃着的木条伸至集气瓶中
C、将带火星的木条放到集气瓶口　
D、将澄清的石灰水倒入集气瓶中
4、NO是汽车尾气中的一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大，在空气中能与氧气迅速反应而生成红棕色的NO2气体。在实验室中，收集NO时可选用的集气方法是
（
）
A、排水集气法
B、向上排空气集气法
C、向下排空气集气法
D、排水集气法或向上排空气集气法
5、下列关于实验室制氧气并用排水法收集的实验操作先后顺序中不正确的是
(
　
)
A、等导管口排出的气泡均匀后，再将导管伸入盛水的集气瓶中
B、先检查制氧装置的气密性，再装药品
C、先熄灭酒精灯，再将导管取出
D、先给试管均匀加热，再对着药品加热
6．做铁丝在氧气里燃烧的实验时，预先要在集气瓶里装少量水或铺一层细沙，目的是
。
7、工业上利用氧气和氮气的
不同分离出氧气。首先将空气除尘净化，然后
在
条件下，使空气液化，接着控制温度
液态空气，
先跑出来，余下是
，再储存在淡蓝色的钢瓶里。
8、出下列反应的文字表达式
（1）铁丝在氧气中燃烧____________________________
；
（2）蜡烛在氧气中燃烧_________________________
；
（3）木炭在氧气中燃烧_________________________
；
9、某同学做细铁丝在氧气中的燃烧实验时，他把细铁丝绕成螺旋状，一端系在一根铁丝上，另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部（没有接触到细沙），但不见铁丝燃烧，反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因可能有多种：

A.
B
10、右图是实验室用高锰酸钾制氧气的装置，
图中是否有错误，如有错误，指出错在哪里，
应当怎样改正？
答：
练习与测试三：
1．实验室制取氧气收集完毕后，拆卸仪器的正确顺序是
(
)
①撤去酒精灯；②以水槽里拿出导管；③从铁架台上拆下试管;④清洗仪器放回指定位置。
A．①③②④
B．
③②④①
C．②①③④
D．①②③④
2．加热高锰酸钾制氧气实验中，二氧化锰是
（
）
A、氧化剂
B、催化剂
C、反应物
D、生成物
3．当大气压在1.013×105Pa时，液态氮的沸点是－195.8℃，液态氧的沸点是－183℃，液态氦的沸点是－219℃，液态二氧化碳的沸点是－78.44℃则在分离液态空气的时候，上述气体随温度升高而被分离出来的顺序为
（
）
A.氮气、氧气、氦气、二氧化碳
B.氦气、氮气、氧气、二氧化碳
C.二氧化碳、氧气、氦气、氮气
D.氦气、二氧化碳、氧气、氦气
4．在液态空气中上方放置一点燃的细木条后可能发生的现象是
（
）
A、木条燃烧更旺
B、木条燃烧和原来一样
C、木条立即熄灭
D、可能引起爆炸
5．下列对用排水法收集满氧气的集气瓶的处理方法中，正确的是
(
)
A．将集气瓶从水中提起后，用玻璃片盖住瓶口，然后使瓶口向上正立放在桌面上
B．在水下用玻璃片盖住集气瓶口后一起拿出水面，然后正立放置在桌面上
C.将集气瓶从水中提出后倒立放置在桌面上
D．将集气瓶仍然留在水槽中，用时再取出来
6.下列实验现象描述错误的是
（
）
A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光
B．木炭在氧气中燃烧，发出白光
C.红磷在空气中燃烧，产生大量白雾
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
7.实验室用高锰酸钾制氧气并用排水法收集，有下列步骤，正确的是
（
）
①将药品装入大试管
②预热试管，对准药品加热
③连接装置，检查气密性
④用排水法收集氧气
⑤熄灭酒精灯
⑥将导管从水槽中取出
A.①③②④⑥⑤
B.①③②④⑤⑥
C.③①②④⑤⑥
D.③①②④⑥⑤
8.以下属于纯净物的是
（
）
A、高锰酸钾受热后的固体
B、向上排气法得到得氢气
C、磷在氧气中燃烧生成的白烟
D、蜡燃烧的生成物
9、若某气体只能用排水法收集，请你推测该气体可能具有的性质：
①
②
10、实验室加热高锰酸钾制氧气，用排水法收集。
⑴制取氧气前要先检查装置的气密性，目的是为了
。
⑵伸入制氧气试管里的导管不宜过长，原因是
。
⑶常在试管口塞一团棉花，其目的是
。
⑷加热时先将酒精灯在试管下方来回移动，其目的是
。
⑸用排水法收集氧气，当气泡
时，再开始收集。
⑹集满氧气的集气瓶应盖好
，
放出实验桌上。
评价与反思：
点燃
空
气
降温加压
液态空气
蒸发
液态氧
氮气
沸点低（—196℃），先蒸发出来
装入天蓝色钢瓶中
沸点较高（—183℃）
泰兴市南新初级中学“双自双互”教学案——九年级化学