第四单元 到实验室中：氧气的实验室制取与性质（同步提优学案）

实验节名：氧气的制取和性质
实验内容精析
【实验目的】
1、用过氧化氢法制取3---5瓶氧气，并选择适当的物质探究（或验证）氧气的性质
2、初步学习用简单的装置和方法在实验室中制取和收集气体
【实验用品】
1、仪器：锥形瓶、分液漏斗、双孔橡皮塞、玻璃导管、橡胶管、集气瓶、水槽、玻璃片、燃烧匙、酒精灯等
2、药品：
15%的过氧化氢溶液、二氧化锰、木条、铁丝、蜡烛、石灰水
【制取氧气】
步骤：
1、组装仪器：
按照先下后上、先左后右的顺序组装仪器
2、检查装置的气密性
关闭分液漏斗活塞，将导管末端浸没在水中，双手捂锥形瓶，若导管口有气泡冒出，则证明装置的气密性好。
3、将集气瓶装满水，盖好玻璃片，倒放入水中，移走玻璃片；
4、向锥形瓶内放0.1g的二氧化锰，再向分液漏斗中加入约15ml的过氧化氢溶液。
5、打开分液漏斗的活塞，将过氧化氢溶液缓缓滴入锥形瓶中，反应生成氧气
6、待导管口气泡连续均匀冒出时，将导管伸入集气瓶口，开始收集气体
7、集气瓶口由大气泡冒出，说明已经集满氧气，用玻璃片磨砂面在水下盖好集气瓶，移出水面，正放在试验台上，同样的方法收集3—5瓶氧气。
【氧气性质的验证】
1、用坩埚钳夹取一小块儿木炭，在酒精灯上灼烧至红热，放在燃烧匙内，伸入盛满氧气的集气瓶内，观察现象。
【实验现象】：
在空气中持续红热；在氧气中剧烈燃烧 ， 发白光，生成物使澄清石灰水变浑浊。
2、用坩埚钳夹取一端绑有火柴的螺旋状细铁丝，在酒精灯上点燃火柴，等火柴快燃尽时，伸入盛满氧气的集气瓶内，观察现象
【实验现象】：
在空气中红热，不燃烧；氧气中剧烈燃烧，火星四射， 生 成黑色固体，同时放出大量热
3、蜡烛燃烧
用铁丝固定一小段蜡烛，在空气中点燃后，伸入盛满氧气的集气瓶内，观察现象
【实验现象】：在氧气中剧烈燃烧 ， 发白光，生成物使澄清石灰水变浑浊。
☆尖子生笔记☆
【规律方法】
1、用橡胶管连接玻璃管时，要先将玻璃管用水湿润，然后一手持玻璃管，一手持橡胶管，稍稍用力转动插入。
【拓展延伸】
1、木炭燃烧实验
①木炭加热后应立即伸入集气瓶内，以防止温度降低，不能燃烧。
②放入集气瓶中时。应由上往下慢慢伸入，防止氧气受热膨胀逸出，，使木炭燃烧不充分，现象不明显。
2、铁丝燃烧
①铁丝要用砂纸打磨，除掉金属表面的氧化物
②铁丝弯成螺旋状，且要紧密，增大受热面积
③伸入太早，火柴消耗氧气太多；伸入太晚，温度降低，铁丝无法燃烧
④集气瓶底部要留少量水或细沙，防止生成的过热的固体溅落，使集气瓶底炸裂
解题能力突破
题型1
【例1】（2017·烟台）如图是实验室制取常见气体及检验相关性质的装置图，据图回答问题．
（1）仪器①的名称是　 　
（2）查阅资料知，高铁酸钾（K2FeO4）固体可用于制取氧气．
方案一：
4K2FeO4 2Fe2O3+4K2O+3O2↑；
方案二：
4K2FeO4+10H2O═4Fe（OH）3↓+8KOH+3O2↑．
①若用方案一制取氧气，应该选用的发生装置是　　（填装置序号）．选用装置C用排空气法收集氧气时，氧气应该从　　填（“a”或“b”）端通入．
②下列关于以上两种方案制取氧气的说法正确的是　　（填序号）．
a．方案一发生的是分解反应 b．方案二更简便、节能
c．制取等质量的氧气，两种方案所需高铁酸钾的质量相等
【答案】（1）锥形瓶；
（2）B；a；abc；
【解析】：（1）锥形瓶是常用的反应容器，故答案为：锥形瓶；
（2）如果用
4K2FeO42Fe2O3+4K2O+3O2↑制氧气，就需要加热；选用装置C用排空气法收集氧气时，氧气应该从长管进入，因为氧气的密度比空气大；关于以上两种方案制取氧气的说法正确的是：a．方案一发生的是分解反应；b．方案二更简便、节能；c．制取等质量的氧气，两种方案所需高铁酸钾的质量相等；故答案为：B；a；abc；
【解法归纳】
熟记固固加热型、固液常温型两装置的使用条件，会做出正确的选择；知道向上排空气法、向下排空气法、排水法收集气体的要求；会知道常见物质与氧气反应的现象，知道“烟”与“雾”的区别。
【题组训练1】关于实验室制取氧气，下列说法错误的是 （ ）
A.装置①可用于高锰酸钾制氧气
B.装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气
C.装置③可用于收集氧气
D.装置④可用于收集氧气
【答案】C
【解析】A.装置①适用于固体和固体加热型制取气体，用高锰酸钾制取氧气，需在加热的条件下进行，故装置①可用于高锰酸钾制氧气，本选项正确；21教育名师原创作品
B.装置②适用于固体和液体在常温下进行的反应，过氧化氢溶液加热二氧化锰在常温下就能制取氧气，故装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气，本选项正确；
C.氧气的密度大于空气，因此可用向上排空气法收集，装置③收集气体的方法是向下排空气法，故不适用。本选项错误；
D.氧气不易溶于水，可用排水法收集，因此装置④可用于收集氧气，本选项正确。
因此本题的正确答案为：C。
【题组训练2】下列变化过程中有白烟产生的是（ ）
A．硫在空气中燃烧
B．红磷在空气中燃烧
C．铁丝在氧气中燃烧
D．盛有浓盐酸的试剂瓶露置在空气中
【答案】B
【解析】硫在空气中燃烧是淡蓝色火焰；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；浓盐酸有挥发性，打开瓶盖后瓶口有白雾生成；只有红磷在空气中燃烧产生大量的白烟。
【题组训练3】
下列有关物质燃烧现象的叙述中，正确的是
A．铁丝在氧气中燃烧：火星四射，生成红色固体
B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种刺激性气味的气体
C．镁条在空气中燃烧：发出耀眼的白光，只生成一种黑色同体
D．红磷在空气中燃烧：发出白光，生成大量的白色烟雾
【答案】B
【解析】A.铁在氧气中燃烧生成的四氧化三铁是黑色固体，选项错误；B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种刺激性气味的气体，选项正确；C．镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体氧化镁，选项错误；D．红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷白色小颗粒，即产生白烟不是雾（是小液滴），选项错误；故选B
本章总结提升
知识体系
思维导图：
（编写要求：以思维导图的形式总结本单元（章）的主要内容，注意要体现出知识之间的联系，知识要总结全，不能有缺失。可用xmind-8-windows文件直接编写，或在白纸上手写，A4纸一页，用照片形式传到电子稿件中，编写的形式参照编写要求后面的纸稿）
中考专项训练1：
【考向解读】
1、空气中氧气的含量的测定方法和测定原理是中考的高频考点，常以选择题或实验题的形式出现；2、化合价和化学式是中考中必考点，常以选择题、填空题的形式出现；3、氧气的性质和制取几乎是中考的必考点，性质常以选择题出现，而制取多以实验探究题的形式出现，考的形式和问题相对的更灵活，需要将基本知识灵活运用。
【专项训练】
1、（2017?郴州）空气是一种成分复杂的混合物，其中约占空气体积21%的气体是（ ）
A． N2 B．CO2 C．稀有气体 D．O2
2、（2017?呼和浩特）空气是人类宝贵的自然资源。下列有关说法不正确的是
A．氧气可用作火箭发射的燃料 B．空气可用于工业制备氮气和氧气
C．氦气可用来填充探空气球 D．二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料
3、（2017?德州）化学用语是学习化学的重要T具。下列化学用语表示正确的是
A．两个氯原子：Cl2 B．氧化铝：AlO
C．钙离子：Ca+2 D．钾元素：K
4、葡萄糖的分子式为C6H12O6。则下列有关葡萄糖的说法正确的是
A．葡萄糖由碳、氢、氧三种元素组成 B．葡萄糖由三种元素组成
C．葡萄糖由24个原子构成 D．葡萄糖分子由碳原子和水分子构成
5、（2017?连云港）我国古代典籍中有”银针验毒”的记载，“银针验毒”的反应原理之一是
4Ag+2H2S +O2=2X+2H2O。下列有关该反应的说法不正确的是（ ）
A．反应属于氧化反应 B．X的化学式是Ag2S
C．反应前后元素的种类不变 D．反应前后所有元素的化合价都发生了变化
6、（2017?营口）如图是用来测定空气中氧气含量的装置，下列有关该实验的说法正确的是（　　）

A．红磷燃烧时产生大量白色烟雾 B．由此实验可推测氮气难溶于水
C．燃烧匙中的红磷可换成细铁丝 D．红磷量不足导致测定结果偏大
7、（2017?自贡改编）请根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）若选择，A、D装置，连接导管口c、d可以制取某种气体，该反应的符号表达式为______________。2·1·c·n·j·y
（2）相对于B装置来说，C装置的优点是______________。
（3）简述用D装置收集氧气时的验满方法：________________。
8、（2017?德阳）下图是实验室制取气体的发生装置和气体收集装置。
请你回答下列问题：21世纪教育网
（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液制取氧气，其反应的符号表达式是 ，若从控制反应速率和节约药品的角度考虑，应选择的发生装置是 （填字母编号）。2-1-c-n-j-y
（3）D、E、F、G都是实验室中气体的收集装置，其中不能用来收集氧气的是 （填字母编号）。
9、（2017?天水）青少年过多摄人蛋糕里的人造奶油会产生一种影响身体发育的反式脂肪酸，其化学式为C18H34O2，请计算．
（1）该反式脂肪酸中碳、氧元素的质量比　 　．
（2）141g该反式脂肪酸中含氢元素的质量为　 　g．
教材习题解答
（编写要求：教材课后习题，答案全解全析，参照教材对《尖子生学案》的教材习题答案进行修订，不用重新编写，有要修订的在答案上修改即可）
参考答案与提示
【题组训练】
1、【答案】C
【解析】A.装置①适用于固体和固体加热型制取气体，用高锰酸钾制取氧气，需在加热的条件下进行，故装置①可用于高锰酸钾制氧气，本选项正确；21教育名师原创作品
B.装置②适用于固体和液体在常温下进行的反应，过氧化氢溶液加热二氧化锰在常温下就能制取氧气，故装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气，本选项正确；
C.氧气的密度大于空气，因此可用向上排空气法收集，装置③收集气体的方法是向下排空气法，故不适用。本选项错误；
D.氧气不易溶于水，可用排水法收集，因此装置④可用于收集氧气，本选项正确。
因此本题的正确答案为：C。
2、【答案】B
【解析】硫在空气中燃烧是淡蓝色火焰；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；浓盐酸有挥发性，打开瓶盖后瓶口有白雾生成；只有红磷在空气中燃烧产生大量的白烟。
3、【答案】B
【解析】A.铁在氧气中燃烧生成的四氧化三铁是黑色固体，选项错误；B．硫粉在空气中燃烧：产生淡蓝色火焰，生成一种刺激性气味的气体，选项正确；C．镁条在空气中燃烧能生成一种白色固体氧化镁，选项错误；D．红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷白色小颗粒，即产生白烟不是雾（是小液滴），选项错误；故选B
【专项训练】
1、【答案】D
【解析】空气是一种成分复杂的混合物，其中约占空气体积21%的气体是D．O2。A． N2约占空气体积的78%.
2、【答案】A
【解析】A．氧气有助燃性，可用作火箭发射的助燃剂； B．空气氮气占78%和氧气占21%；两种物质的沸点不同，可以用分离液态空气的方法制取；C．氦气的密度比空气小，可用来填充探空气球。 D．二氧化碳、水是植物进行光合作用的基本原料。选A
3、【答案】D
【解析】A．两个氯原子：2Cl，错误；B．氧化铝：Al2O3 ，错误；C．钙离子：Ca2+ ，错误；D．单独的一个元素符号可以表示该元素，正确。故选D。
4、【答案】A
【解析】A选项葡萄糖由碳、氢、氧三种元素组成，是正确的叙述；B选项没有说清具体有什么元素组成；C选项应该叙述为一个葡萄糖分子是有24个原子构成；D选项是错误的叙述，应该为葡萄糖分子是有碳原子。氢原子和氧原子构成；故答案选择A
5、【答案】D
【解析】A．反应属于氧化反应。故A正确。根据质量守恒定律知，B．X的化学式是Ag2S。故B正确。C．反应前后元素的种类不变。故C正确。D．反应前后只有银，硫元素的化合价发生了变化。故D错误
6、【答案】B
【解答】解：A．红磷在空气中燃烧产生大量的白烟，故错误；
B．红磷燃烧把氧气耗尽，实验中当装置内进入水以后，剩余的成分主要是氮气，该实验现象同时能说明氮气难溶解于水，故正确；C．铁丝在空气中不燃烧，不能测定空气中氧气的含量，故错误；
D．红磷的量不足就不能将集气瓶内的氧气完全耗尽，会导致进入集气瓶中水的体积小于，测定结果偏小，故错误．故选B．
7、【答案】（1）H2O2 H2O+O2↑（2）能控制反应的发生和停止；
（3）将带火星的小木条放在e的导管口，若带火星的小木条复燃，则表示收集满了。
【解析】（1）装置B是固液常温型，可用于过氧化氢法制氧气，反应的表达式为：H2O2 H2O+O2↑（2）BC均属于固液常温型，B常用于制取少量气体，不能随时添加液体试剂，也不能控制反应的发生和停止。C装置多用于块状或大颗粒的固体与液体常温下反应将固体防止隔板的上面，液体药品从长颈漏斗加入，当固体药品和液体药品接触时反应发生；当需要反应停止时，可用弹簧夹夹住橡皮管，则随气体的增多，试管中压强增大，液体药品被压入长颈漏斗中，试管内液面下降，当固体药品和液体药品分离反应停止，故该装置的优点是能控制反应的发生和停止；（3）氧气的密度比空气大，所以要从d端通入，当集满氧气时，过多的氧气从e端排出，所以验满的方法是：将带火星的小木条放在e的导管口，若带火星的小木条复燃，则表示收集满了。
8、【答案】（1）分液漏斗 。（2） 2H2O22H2O+O2↑ ， B （3） D
【解析】1）仪器a的名称是分液漏斗 。（2） 过氧化氢在二氧化锰的作用下，常温下分解生成水的氧气，符号表达式为：H2O2H2O+O2 ， 用分液漏斗可以控制液体的滴加速率和滴加的量，因而可以控制反应速率，也能节约药品。 （3） 氧气的密度比空气大可以用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集；氧气难溶于水，可以用排水法收集。
9、【答案】（1）27：4；（2）17
【解析】（1）该反式脂肪酸中碳、氧元素的质量比（12×18）：（16×2）=27：4；（2）141g该反式脂肪酸中含氢元素的质量为141g×=17g；

备用
7、（2017?滨州）空气中氧气含量的测定如图所示：
（l）燃烧匙内盛放的药品是　 　．
（2）集气瓶内水面上升不到的原因可能是　 　（答一条即可）．
【答案】（l）　红磷　．
（2）红磷不足（或装置漏气或没冷却到室温就打开止水夹等）
【解析】：（1）由于红磷燃烧生成白色固体五氧化二磷，几乎不占空间，使得内外产生气压差．由图示装置可知，该实验时，盛放在燃烧匙内的物质是一般是红磷，故填：红磷；
（2）若红磷量不足，装置漏气，实验完毕后没冷却到室温就打开止水夹都会导致结果偏小；故填：红磷不足（或装置漏气或没冷却到室温就打开止水夹等）