3.1 空气与氧气（氧气） 强化提高学案

2019浙教版八年级下——3.1氧气-强化提高


一、氧气的性质与用途

内容一：氧气的物理性质
①通常为无色无味的气体，沸点为-183℃，液氧为淡蓝色，-218℃变成雪花状的淡蓝色固体。
②不易溶于水
③比空气略重

内容二：氧气的化学性质
1.支持呼吸
2.助燃性

氧气的性质实验
物质 （颜色状态） 空气中反应现象 氧气中反应现象 注意事项 反应表达式
硫 （淡黄色固体） 微弱的淡蓝色火焰，放热，有刺激性气味气体生成 放出明亮的蓝紫色 火焰，放出大量的热 ，有刺激性气味 气体生成 （1）硫的用量不能过多，防止对空气造成污染，实验 应在通风橱内进行 （2）在集气瓶底部放入少量的水，防止污染大气
木炭 （灰黑色固体） 木炭红热，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体 剧烈燃烧，发出白 光，放出大量的热， 生成能使澄清石灰 水变浑浊的气体 夹木炭的坩埚 钳应由上而下 慢慢伸入瓶中
红磷 （暗红色固体） 燃烧产生大量白烟，黄色火焰，放出大量的热 比在空气中燃烧得更旺,燃烧产生大量白烟，放出大量的热 五氧化二磷是固 体，现象应描述 为产生白烟
铁丝 （银白色固体） 红热，离火后变冷 剧烈燃烧，火星四 射，放出大量的热， 生成黑色固体 细铁丝绕成螺旋 状，一端系一根 火柴，集气瓶底 部铺一层细砂或放入少量的水，防止高温熔融物溅落，使集气瓶底炸裂


【思考】以下几种操作会有什么影响？
用准备燃烧木炭的集气瓶燃烧铁丝。
【答案】由于木炭燃烧产生的是气体二氧化碳，而铁丝在氧气中燃烧，反应剧烈，火星四射，放出大量的热，生成物会熔化溅落下来，瓶内若没有铺细砂或加水，瓶底会炸裂。
将硫放入燃烧匙中，立即伸入集气瓶中。
【答案】硫没有点燃，不能燃烧。
铁丝上的火柴一着火就立即伸入集气瓶中。
【答案】在做物质燃烧实验时，一般都要先点燃，否则不能燃烧 ；铁丝上系着的火柴一着火就伸入集气瓶内，火柴就会消耗完瓶内氧气，使铁丝不能燃烧。
让木炭落入到集气瓶底部燃烧。
【答案】做燃烧实验时，燃烧物不能接触到瓶壁，否则容易造成集气瓶炸裂。
将燃烧匙内的硫点燃后，迅速伸入到集气瓶底部。
【答案】如果把燃烧物迅速伸入到瓶底部，瓶内氧气会迅速膨胀扩散到空气中，物质就不能持续燃烧。


【注意】描述实验现象时应注意区分的几个名词：
“烟”、“雾”的区别：
“烟”：是固体小颗粒在空气中扩散产生的现象，如磷燃烧产生白烟。
“雾”：是液体小液滴在空气中扩散产生的现象，如打开热水瓶的瓶塞，会看到大量的白雾

内容三：氧气的用途
(
图3-1 氧气的用途
)












(
例题精讲
)
【例1】下列关于氧气的性质的叙述中，不正确的是（　　）
A. 通常情况下，氧气是无色、无味的气体
B. 相同条件下，氧气比同体积的空气稍重
C. 氧气的化学性质很活泼，能跟所有的物质发生化学反应
D. 在通常情况下氧气与氮气不反应
【答案】C

【例2】水是同学们非常熟悉的物质之一．它与我们人类的关系非常密切，在生产、生活和科学实验中
有广泛的用途．如图三个实验中都用到水，我能说明水的作用．

A B C
A瓶中的水：__________________________________
B瓶中的水：___________________________________
C瓶中的水： ___________________________________
【答案】A: 吸收二氧化硫,防止污染环境 B：防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底
C：加快集气瓶的冷却，吸收（溶解）燃烧后生成的五氧化二磷

【例3】下列实验现象描述正确的是
A．红磷在空气中燃烧产生白雾，放出大量热
B．铁丝在氧气中燃烧火星四射，放出大量热，生成黑色固体
C．木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，该气体能使澄清石灰水变浑浊
D．镁带在空气中燃烧，放出大量热，生成黑色固体
【答案】B

【例4】氧气是空气的主要成分之一，地球上一切生命每时每刻都离不开氧气。
(1)通常状况下，氧气为（填颜色、气味、状态） 。
(2)氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质发生化学反应。
①木炭在氧气中燃烧的主要现象是 。
②硫在氧气中燃烧的主要现象是 ，反应的文字表达式是 。
③没有生锈的铁丝是 色的金属，铁丝在氧气中燃烧的主要现象是 ，反应的文字表达式是 。铁丝在氧气中燃烧时集气瓶底要放少量的水，水的作用是 .
【答案】（1）无色、无味、气态
(
点燃
)（2）①剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
②放出明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，有刺激性气味气体生成 硫+氧气→二氧化硫
(
点燃
)③银白；剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；
铁+氧气 → 四氧化三铁;防止高温熔融物溅落，使瓶底炸裂。

【例5】科学探究是重要的学习方式，假设和验证是探究过程中的重要环节．为了探究“铁丝可以在纯净的氧气中燃烧”，同学们将一根火柴梗塞入一段螺旋状“铁丝”（可能是纯铁铁丝或含碳铁丝）末端，将它固定，用镊子夹住“铁丝”，然后将火柴在酒精灯上点燃，将“铁丝”由集气瓶口向下慢慢伸人，观察现象：
（1）甲同学只发现“铁丝”红热一下，就没有观察到其它现象，请你分析铁丝没有燃烧的可能原因是__________________________________；（只答一条）
（2）乙同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来，观察到火星四射，并有黑色固体生成，请写出该反应的符号表达式______________________________________________；
（3）为了找出“铁丝”在纯氧中燃烧“火星四射”的原因，根据现有实验用品：细纯铁铁丝、细含碳铁丝、镁条、集气瓶装的几瓶纯氧气、酒精灯、火柴和镊子等，你能提出的假设和验证方法有：
a．假设1：_________________，验证方法是__________________________________
b．假设2：_________________，验证方法是____________________________________
只要假设合理，验证方法准确，根据实验现象，进行分析判断，就能得出结论．
【答案】(1)火柴燃烧消耗了集气瓶内的氧气（或者收集的氧气不足）
(2) Fe+O2 点燃 Fe3O4
(3) a铁丝中含碳引起的; 取长短相等、粗细相同的含碳细铁丝和不含碳细铁丝，分别在足量
的氧气中燃烧，观察实验现象
b. 所有金属丝在纯氧中燃烧都会火星四射; 同时取上述几种金属丝用砂纸将表面打磨
后分别在纯氧中燃烧观察现象

二、氧气的制取

内容一：氧气的工业制法
利用空气中各成分的沸点不同采取分离液态空气的方法得到氧气。

内容二：氧气的实验室制法
(
图3-2 固体加热型
)一、实验室制取氧气通常有如下的两套装置
1. 固体加热型：
（1）加热高锰酸钾来制取氧气
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（2）加热二氧化锰和氯酸钾的混合物来制取氧气
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
KClO3 KCl + O2↑
【注意】
①检验装置的气密性。
②加入高锰酸钾，并使之倾斜地铺在管底，不要让它堆积在底部。在试管口放一小团棉花。
③按顺序装配仪器，并注意铁夹要夹在试管的中上部，试管管口要略向下倾斜。
④加热时，先要把试管均匀预热，然后集中在试管有药品的部分加热，并缓慢地向管底方向移动，使高锰酸钾有控制地逐渐分解，氧气平稳地放出，便于收集。
⑤开始加热时排出的是空气，当气泡连续地并比较均匀地放出时，才是较纯净的氧气，这时才能收集。
⑥停止加热时，先要把导管移出水面，然后熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸使试管炸裂。


(
图3-3 固液常温型
)2. 固液常温型：
（3）分解过氧化氢溶液制取氧气
过氧化氢 水 + 氧气
H2O2 H2O + O2↑

【注意】①注水法检查装置气密性；
②长颈漏斗下端处于液面下，防止产生的气体从长颈漏斗跑出
③在KClO3和H2O2制取氧气中我们都使用了MnO2
通过实验可知：在过氧化氢溶液分解的过程中，二氧化锰好像用不完，可重复使用，将反应后的混合物过滤、洗净、干燥、称量，会发现反应后的二氧化锰与反应前的二氧化锰质量相等，且化学性质不变，这就是催化剂。在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后没有改变的物质叫催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
【小结】（1）催化剂只改变化学反应速率，可加快反应速率，也可减缓反应速率
（2）催化剂的质量在化学变化前后不变
（3）催化剂的化学性质在化学反应前后不变
证明某物质是否为某反应的催化剂应该证明以上三点是否都符合，而不是只符合其中一条。

二、氧气收集方法有两种：
　　　　　　　　　　　　
方法 原因
向上排空气法排水法 氧气密度比空气略大且不与空气成分发生反应 氧气不易溶于水且不与水反应

(
验证：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃则证明是氧气
)三、氧气的检验
　　
(
验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则证明氧气已集满
)


内容三：化合反应与分解反应的对比
项目 化合反应 分解反应
概念 由两种或两种以上的物质生成 另一种物质的反应 由一种物质分解成两种或两种以上物质的反应
表达式 A+B=AB AB=A+B
特点 “多变一” “一变多”
举例 木炭、硫等与氧气的反应 双氧水、高锰酸钾、氯酸钾的分解


(
例题精讲
)
【例6】实验室制取氧气可用排水法收集，其原因是（ ）
A. 相同条件下，氧气密度比空气略大
B. 通常情况下，氧气是无色无味的气体
C. 氧气不易溶于水
D. 氧气的熔、沸点低
【答案】C

【例7】下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的是（ ）
A．镁+氧气氧化镁 B．氢气+氯气氯化氢
C．碳酸氢铵二氧化碳+水+氨气 D．锌+硫酸硫酸锌+氢气
【答案】D

【例8】下列说法中正确的是（　　）
A. 在过氧化氢与二氧化锰制氧气的反应,即不是化合反应也不是分解反应
B. 氧气的化学性质很活泼，在常温下能与所有物质发生化学反应
C. 工业上分离液态空气制氧气的过程属于物理变化
D. 没有二氧化锰作催化剂，过氧化氢溶液就不会产生氧气
【答案】C


【例9】如右图所示，过氧化氢（H2O2）在催化剂二氧
化锰的作用下，迅速分解放出大量的氧气，下列现象正确的是（ ）
A. 气球胀大，红墨水左移 B. 气球缩小，红墨水右移
C. 气球胀大，红墨水右移 D. 气球缩小，红墨水左移
【答案】D

【例10】根据下图回答问题。

（1）仪器a的名称是 。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式是 ；所选用的发生装置是 (填装置字母，下同)；选择 装置收集氧气。
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的符号表达式是 ；用装置A、E制取氧气，停止加热前要先 ，目的是 ；用带火星的木条检验氧气时，可观察到的现象是 。
（4）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的混合固体在加热条件下制取甲烷气体，发生装置应选用________ (填装置字母) 。
（5）若收集某气体只能采用装置D，由此推测该气体具有的性质是 。
【答案】（1）试管
（2）H2O2 H2O + O2 B C 或E
（3）KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2
先将导管移出水面 防止水倒吸造成试管炸裂
木条复燃
（4）A （5） 密度比空气小易溶于水

【例11】小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液— “双氧水”，他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取氧气，他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室，在老师的指导下和同学们一起做了如下实验。
【第一组实验】小明欲证明该双氧水是否失效。
实验过程：
①在试管中加入5mL“双氧水”，把带火星的木条伸入试管中，发现木条未复燃；
②用酒精灯给上述烧瓶加热，液体中有气泡产生，把带火星的木条伸入试管中，发现木条仍未复燃；
③如图装置进行操作，带火星的木条燃烧，水槽中冰水所起的作用是________________。
【第二组实验】小明欲证明二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用，该物质在反应前后质量是
否发生变化。
（1）实验原理
写出化学反应的文字表达式_______________________________。
（2）实验步骤
①______________________________________；
②将二氧化锰装入大试管中并加入5mL“双氧水”；
③待反应结束后，将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量；
④________________________________________________。
（3）做完此实验后，小方认为要证明二氧化锰是一种催化剂，还需要再补充一个探究实验：探究___________________________________________。
【实验反思】依据所做的实验，影响化学反应速率的因素可能是________________等。
【答案】冷凝水蒸气，提高氧气浓度。
（1）过氧化氢 水 + 氧气；
（2）①组装仪器，称量二氧化锰，并检查装置气密性；
④对比反应前后二氧化锰的质量是否变化。
（3）二氧化锰的化学性质是否改变；温度、催化剂。


(
拓展训练
)
1.某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速率的影响，甲设计以下对比实验：
Ⅰ．将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热
Ⅱ．将x g KClO3与1.0g CuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢。Ⅱ中x的值应是________。

（2）探究影响双氧水分解速率的某种因素。
①乙的实验数据记录如下：
双氧水的质量 双氧水的浓度 MnO2的质量 相同时间内产生O2体积
Ⅰ 50.0g 1% 0.1g 9 mL
Ⅱ 50.0g 2% 0.1g 16 mL
Ⅲ 50.0g 4% 0.1g 31 mL

本实验中，测量O2体积的装置是________（填字母）；


实验结论：在相同条件下，_______________，双氧水分解的速率越快。
②丙用右图装置进行实验，通过比较____________也能
达到实验目的。
【答案】（1）3.0 g
（2）C 双氧水浓度越大
（3）相同时间天平读数差值大小（其它合理也可）


2 某化学兴趣小组的同学在对氧气性质进行研究时，设计了如下实验：
（1）将集满氧气的两个集气瓶如图所示放置，并分别同时迅速
插入一根带火星的木条，发现木条均复燃，但甲中燃烧比乙中更旺，
该实验说明氧气具有的性质是___________________________．
（2）在实验探究的过程中，某同学提出问题：
“能使带火星木条复燃所需氧气的最低体积分数是多少？”
于是他们准备用不同体积分数的氧气来进行实验．用排水法收集不同体积氧气的操作是____________________________________________________．
（3）通过反复实验，得出最终的实验现象如表所示：
1号瓶 （收集34%的氧气） 2号瓶 （收集35%的氧气） 3号瓶 （收集36%的氧气） 4号瓶 （收集37%的氧气）
不复燃 不复燃，但很亮 很亮，复燃 立即复燃


这时一位同学脱口而出：氧气体积约占36%时，就是带火星木条复燃的最低体积分数．而其他同学立即反对，你的观点是_______________（填“赞成”或“反对”），理由是____________________．你认为能使带火星木条复燃所需氧气的最低体积分数是__________________（取整数）
【答案】(1) 具有助燃性，且氧气的密度大于空气的密度
(2) 用集气瓶分别盛入不同体积的水将这些瓶中的水恰好排尽，即为收集到的各体积的氧气了
(3)反对；该瓶中还有体积分数为64%的空气，空气中也有氧气；49%




(
复习巩固
)
1.下列叙述正确的是（ ）
A. 木炭在氧气中燃烧发出白色火焰，生成使石灰水变浑浊的气体
B. 硫磺在氧气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰产生有刺激性气味的气体
C. 铁丝在空气中燃烧火星四射，放出大量热，生成黑色固体
D. 红磷在氧气中燃烧比在空气中燃烧得更旺，产生大量的白烟
【答案】D

2. 某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体应具备的物理性质是（ ）
A. 难溶于水，密度比空气大 B. 易溶于水，密度比空气小
C. 难溶于水，密度比空气小 D. 易溶于水，密度比空气大
【答案】A

(
△
)3. 下列反应既不是化合反应也不是分解反应的是（　　）
A. Cu2(OH)2CO3 → CuO+H2O+CO2↑
(
点燃
) (
点燃
)B. C2H5OH+O2 → CO2+H2O
(
△
)C. P+O2 → P2O5
D. HgO → Hg+O2↑
【答案】B

4. 小雨对爸爸给患病的奶奶购买的“便携式制氧器”产生浓厚的兴趣，他仔细阅读使用说明书，了解了它的工作原理（如图）和所用的药品．下列关于“便携式制氧器”的说法不正确的是（　　）
A. 反应仓可能是由H2O2溶液在MnO2催化下产生O2
B. 加湿过滤仓利用O2不易溶于水，来保持O2湿润
C. 此仪器用于医疗急救，也可用产生的气体作燃料切割金属
D. 可根据加湿过滤仓中气泡的多少，来说明氧气排出的快慢
【答案】C


5.小明参观某养鱼池时，好奇的发现农民向养鱼池中撒一种叫做过氧化钙的淡黄色
固体，用来增加鱼池中的含氧量。小明刚学完氧气的实验室制法于是他想可否用过氧化钙制取氧气
［问 题］过氧化钙可否用于制取氧气？
［查阅资料］部分内容如下：过氧化钙（CaO2）室温下稳定，在300℃时分解生成氧气，可做增氧剂、杀菌剂等。
［猜想与验证］
（1）小明依据________ _____，提出猜想I加热过氧化钙可制取氧气。
实验装置 实验主要过程
①检验装置气密性。操作如下：先将导管伸入液面下，用手紧握试管，观察到_____________，松开手后，有液体进入导管。 ②加入过氧化钙，加热，导管口有大量气泡冒出。 ③收集满一瓶气体。 ④停止加热。熄灭酒精灯前，应_____________。 ⑤检验气体。方法是_____________。

实验结论：加热过氧化钙可制取氧气。

（2）小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量，提出猜想II：过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 实验主要过程
①检验装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。

实验结论：不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
[分析与反思]
①虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小明认为农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是__________________________。
②小明希望对此实验进行改进，使该反应加快，你能帮他提出建议吗？
你的合理建议：___________________________________________。
以上建议是否可行，还需进一步通过实验验证。
【答案】（1）过氧化钙在300℃时分解生成氧气
①导管口有气泡冒出；④将导管移出水面；
⑤把带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明是氧气；
（2）①过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气，所以可以作为增氧剂；
②加热过氧化钙和水的混合物（或向过氧化钙和水的混合物中加入催化剂）

(
1
)