氧气的性质和用途
知识点 1 空气的成分
1．请答题的同学深呼吸，平静一下情绪。刚才吸入的气体中含量最多的气体是( )
A．氧气 B．稀有气体
C．氮气 D．二氧化碳
2．空气中能使食物腐烂变质的主要气体是( )
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．稀有气体
3．许多旅客乘火车经过青藏铁路穿越青藏高原时，会发生高原反应，感到呼吸困难，这是因为高原地区空气里( )
A．氧气体积分数远远低于21%
B．氮气体积分数远远超过78%
C．氧气体积分数仍约为21% ，但空气稀薄
D．二氧化碳(CO2)气体含量大大增多
知识点 2 认识氧气的性质
4．下列关于氧气的物理性质的叙述错误的是( )
A．通常情况下，氧气是无色、无味的气体
B．相同条件下，氧气的密度比空气的略大
C．鱼能在水中生活，说明氧气易溶于水
D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体
5．下列不属于缓慢氧化的是( )
A．动植物的新陈代谢 B．金属器皿的锈蚀
C．食物的腐烂 D．蜡烛燃烧
6．下列实验现象的描述中，正确的是( )
A．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
B．石蜡在氧气中燃烧，发出红光
C．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾
D．木炭在氧气中燃烧，生成有刺激性气味的气体
7．如图2－1－1是木炭在氧气中燃烧的实验示意图。
图2－1－1
下列关于上述实验的操作方法、现象和结论的描述中，正确的是( )
A．木炭插入集气瓶前应用酒精灯内焰加热到其发红
B．当木炭发红后应将其迅速插入集气瓶中部
C．木炭在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼的红光
D．澄清石灰水变浑浊，说明反应中有二氧化碳生成
8．如图2－1－2所示为铁在氧气中燃烧的实验，试回答下列问题。
图2－1－2
(1)铁丝燃烧实验中，为防止集气瓶底炸裂，可以预先在集气瓶底___________________，某同学按要求实验，但发现集气瓶壁炸裂，可能的原因是______________________________。
(2)铁丝处理：铁丝末端系上火柴梗的目的是____________________；为增加受热面积，可以将铁丝绕成__________状。
(3)为确保实验成功，操作时要注意待火柴梗______________时，将铁丝由上而下__________伸入集气瓶中，防止火柴燃烧消耗过多的氧气。
知识点 3 氧气的用途
9．下列应用利用了氧气物理性质的是( )
A．工业上用空气制氧气
B．氧气用于焊接金属
C．氧气供潜水员呼吸
D．氧气用于炼钢
10．下列关于氧气用途的叙述不正确的是( )
A．医疗急救 B．潜水
C．灯泡中充氧气以延长使用寿命 D．动植物呼吸
11．[2016·重庆]A节日期间的商场里顾客很多，有人会感觉闷热缺氧，测定出氧气的体积分数可能是( )
A．1% B．19% C．25% D．78%
12．现有下列事实：①动物呼吸、②白磷自燃、③食物腐烂、④火药爆炸，它们的共同点是( )
A．都发光 B．都有热量产生
C．都需要点燃 D．都发生爆炸
13．[2017·凉山]空心菜是大众爱吃的蔬菜之一，刚炒熟的空心菜嫩、绿、脆香多汁，令人馋涎欲滴，而端上桌一两分钟就逐渐变黑，这可能与空气中的哪种气体有关( )
A．氮气 B．稀有气体 C．氧气 D．二氧化碳
14．[2016·苏州]下列关于氧气的说法正确的是( )
A．液态氧可用作火箭的助燃剂
B．氧气在空气中的体积分数为78%
C．铁丝在氧气中燃烧发出黄色火焰
D．鱼类能在水中生存，证明氧气易溶于水
15．有四瓶无色气体，它们分别是氧气、空气、氮气、和二氧化碳气体，为区别它们，将燃着的木条分别伸入四个集气瓶中，使木条燃烧状况不变的是__________，使木条剧烈燃烧的是__________，使燃着的木条熄灭的是____________________和____________。要想区别这两种气体，应采用的方法是______________________，有__________现象的是二氧化碳。
16．小芳等同学在学习“铁在氧气里燃烧”的实验后，探究直径为0.38 mm的铁丝燃烧是否需要纯氧。
[实验内容] 取直径为0.38 mm的铁丝，分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验，实验现象如下表所示：
氧气的
体积
分数
90%
70%
65%
60%
55%
实验
现象
燃烧
剧烈、
燃烧
时间长
燃烧比
90%的
弱，燃烧
时间短
燃烧比
70%的
弱，燃烧
时间比
70%的短
燃烧比
65%的
弱，燃
烧时间
更短
难以燃
烧，只
是发红
[实验结论] 就直径为0.38 mm铁丝而言，燃烧所需氧气的最低体积分数为60%，且氧气浓度越大，燃烧越________(填“剧烈”或“不剧烈”)。
[实验拓展] 上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理？________ (填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________________________________。
17.[ 2017·襄阳改编]下列有关空气的说法不正确的是( )
A．空气中只含氧气和氮气
B．氮气化学性质稳定，常用作灯泡填充气
C．空气中的氧气主要来自绿色植物的光合作用
D．拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分
18．[2017·湘潭改编]下列说法正确的是( )
A．红磷在氧气中能燃烧，在空气中不能燃烧
B．木炭在氧气中燃烧后生成无色无味的气体
C．铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成红色固体
D．镁条伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出耀眼的白光
19．[2017·云南]下列说法正确的是( )
A．带火星的木条一定能在含有氧气的集气瓶中复燃
B．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性
C．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成一种红色固体
D．用红磷测定空气中氧气含量时，红磷一定要过量
详解详析
1．C 2.B 3.C 4.C 5.D
6．A [解析] 石蜡在氧气中燃烧发出白光；红磷在空气中燃烧产生的五氧化二磷是白色固体，所以会观察到产生大量的白烟，雾是小液滴分散在空气中的现象；木炭在氧气中燃烧，生成无色、无味的气体。
7．D [解析] 加热木炭应用酒精灯的外焰；为防止氧气受热扩散，应将木炭从上到下慢慢插入集气瓶中。
8. (1)加少量水(或铺一层细沙) 燃烧的铁丝碰到瓶壁
(2)引燃铁丝 螺旋
(3)即将燃尽 缓慢
9．A [解析] 工业上用空气制氧气，一般是利用氧气的沸点比氮气的沸点高，先将空气净化液化，再升温达到氮气的沸点，氮气蒸发，剩下的主要是液态氧；氧气用于焊接金属，是利用氧气的助燃性，氢气或乙炔在氧气中燃烧，产生的高温使金属熔化，从而焊接金属；氧气供潜水员呼吸、用氧气炼钢是利用氧气的氧化性。
10．C [解析] 氧气的化学性质比较活泼，不能作为灯泡填充气；灯泡中可以填充化学性质稳定的氮气或稀有气体以延长使用寿命。
11．B [解析] 正常的空气中氧气的体积分数约为21%，人员密集的场所氧气的含量应该比正常空气中氧气的含量稍低一些，但氧气含量过低会使人因缺氧死亡，而不是感觉闷热。
12．B
13．C [解析] 在空气的成分中，氮气、稀有气体、二氧化碳的化学性质比较稳定，氧气的化学性质比较活泼，空心菜端上桌一两分钟颜色就逐渐变黑，可能是被空气中的氧气氧化。
14．A [解析] 氧气在空气中的体积分数约为21%；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，不产生火焰；氧气不易溶于水。
15．空气 氧气 二氧化碳 氮气 向气体中滴加澄清石灰水 浑浊
16．[实验结论] 剧烈
[实验拓展] 不合理 直径为0.38 mm的铁丝可能在氧气浓度为55%～60%(不包括55%和60%)的范围内燃烧
17．A 18.B 19.D
氧气的制法
知识点 1 氧气的工业制法
1．下列关于工业制取氧气说法不正确的是( )
A．工业制氧气的方法是分离液态空气
B．该过程属于物理变化
C．该方法利用的是氧气和氮气的沸点不同
D．经过净化除尘后的空气属于纯净物
知识点 2 氧气的实验室制法
2．学习和运用化学实验技能和科学探究方法，离不开实验活动。某同学在进行“氧气的制取”实验时，选择适当仪器组装成如图2－1－3所示的实验装置。如果要调整试管高度，下列操作正确的是( )
图2－1－3
A．只调节旋钮A B．只调节旋钮B
C．只调节旋钮C D．调节旋钮A、B、C
3．下列有关玻璃导气管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置)( )
图2－1－4
4．证明集气瓶中充满氧气的方法是( )
A．将带火星的木条放在瓶口
B．将燃着的木条伸入瓶中
C．将带火星的木条伸入瓶中
D．将熄灭的木条放在瓶口
5．加热高锰酸钾制取氧气的操作中正确的是( )
A．固定装有高锰酸钾的试管时，试管口略向上倾斜
B．开始加热时，导管口出现气泡立即收集
C．加热试管时，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动
D．停止加热时，先熄灭酒精灯再将导管移出水面
6．图2－1－5为某同学在实验室用高锰酸钾受热制氧气，并用甲、乙两种方法收集氧气的装置图。
图2－1－5
(1)写出图中所标序号的仪器名称。
a________；b________；c________；d________。
(2)指出图中错误：①_____________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(3)加热高锰酸钾制取氧气，试管口要__________倾斜，原因是防止________________使试管炸裂；若采用排水法收集氧气时，等到________________时才能开始收集，判断氧气已经集满是看到___________________，实验结束要先______________再________________，以免因试管内压强减小而产生倒吸现象。
知识点 3 催化剂
7．下列关于催化剂的说法中，正确的是( )
A．化学反应后催化剂本身的质量减少
B．化学反应后催化剂本身的质量增加
C．催化剂可增大化学反应速率
D．化学反应后催化剂的化学性质发生变化
8．实验室制取氧气时，必须满足的条件是( )
A．必须使用催化剂
B．必须用含氧元素的物质作反应物
C．必须用排水法收集
D．必须用带火星的木条检验是否收集满
9．检查装置的气密性有下列操作步骤，其正确的操作顺序为( )
①用带导管的橡皮塞塞紧试管口
②用手掌捂在试管的外壁，使管内气体受热膨胀
③把导管的一端插入盛有水的烧杯中
④把手移开，观察导管内水位是否上升形成一段水柱
⑤观察导管口是否有气泡产生
A．①③②⑤④ B．①②③④⑤
C．①③②④⑤ D．②①③⑤④
10．[2016·丽水]如图2－1－6是“用过氧化氢溶液制取一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是( )
图2－1－6
11. 当大气压为1.01×105 Pa时，液态氮的沸点是－196 ℃，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 ℃，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、二氧化碳、氧气、氮气
C．二氧化碳、氧气、氮气、氦气 D．氦气、氮气、氧气、二氧化碳
12．实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，有关该实验的说法错误的是( )
A．二氧化锰是催化剂
B．与高锰酸钾制取氧气的发生装置相同
C．可用向下排空气法收集
D．可用带火星的木条检验氧气
13．[2016·曲靖改编]化学是一门以实验为基础的科学，请结合图2－1－7回答问题。
图2－1－7
(1)图中标号①仪器的名称是____________。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰的固体混合物制取氧气，反应的文字表达式为______________________________，加热时试管口应略向下倾斜的原因是___________。
(3)通常情况下，硫化氢气体是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，密度比空气大，能溶于水，其水溶液叫氢硫酸(H2S)。实验室用硫化亚铁固体与稀盐酸反应制取硫化氢气体时，应选择的发生装置为________(填字母)，若用D装置收集该气体，气体应从________(填“a”或“b”)端通入。为了防止中毒和污染空气，多余的硫化氢气体可用氢氧化钠溶液吸收，生成硫化钠和水，其反应的文字表达式为__________________________。
14. [2017·衢州]实验室常用加热高锰酸钾固体的方法制取氧气，现对一定量的高锰酸钾固体进行加热，加热过程中涉及的相关量随时间变化的图像正确的是( )
图2－1－8
15．[2016·淄博改编]图2－1－9是实验室常用的制取气体的发生装置。
图2－1－9
(1)写出A装置中任意两种仪器的名称：________、________。
(2)若选用高锰酸钾为药品制取氧气，应选择的发生装置是______(填字母)。检验氧气的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)选用3%的过氧化氢溶液和粉末状的二氧化锰混合制取一定量的氧气，你认为最理想的发生装置是________(填字母)，可采用的收集方法是__________________________，写出反应的文字表达式：________________________________。
详解详析
1．D 2.A 3.D 4.A
5．C [解析] 加热固体药品时，试管口要略低于试管底部，防止冷凝水倒流入试管底部，引起试管炸裂。开始加热时，试管中尚有空气未排尽，立即收集会使收集的氧气中混有空气，应等气泡连续、均匀放出时再收集。加热试管时，要先预热，可使酒精灯火焰在试管下方来回移动进行预热。停止加热时，若先熄灭酒精灯再将导管移出水面会导致水倒流入试管，引起试管炸裂。
6．(1)酒精灯 试管 铁架台 集气瓶
(2)①试管口未塞一小团棉花 ②试管内导管伸入过长 ③乙中导管未伸至接近集气瓶底部
(3)略向下 冷凝水倒流 气泡连续、均匀冒出
瓶口外侧有大气泡冒出 将导管移出水面 熄灭酒精灯
7．C 8.B 9.A
10．D [解析] 要区分氧气的验满和检验方法。
11．D
12．C [解析] 氧气的密度比空气略大，应该用向上排空气法收集。
13．(1)锥形瓶
(2)氯酸钾氯化钾＋氧气 防止冷凝水倒流使试管炸裂
(3)B a 硫化氢＋氢氧化钠―→硫化钠＋水
14．D [解析] 加热高锰酸钾放出氧气，固体中氧元素的质量减小，当高锰酸钾完全分解时不再变化。
15．(1)锥形瓶 长颈漏斗(合理即可)
(2)D 将带火星的木条置于集气瓶内，若木条复燃，则证明是氧气
(3)C 排水法(或向上排空气法)
过氧化氢水＋氧气
