資源簡介

2.2 神奇的氧氣
知識梳理：
▉考點01 制取氧氣
1.氧氣的工業制法
（1）方法：分離 法
（2）原理：利用液態氧和液態氮的 不同，是 變化。
2.氧氣的實驗室制法
反應原理 加熱氯酸鉀 分解過氧化氫
符號表達式
發生裝置
發生裝置選擇依據 反應物為固體，反應需要加熱 反應物為液體，反應條件為常溫
實驗步驟 查：檢查氣密性 裝：裝藥品 定：固定裝置 點：點燃酒精燈加熱 收：收集氣體 移：將導管移出水面 熄：熄滅酒精燈 檢查氣密性； 先裝固體藥品，再裝液體藥品； 收集氣體；
收集裝置 排水法：收集的氣體較 ，但不 。
向上排空氣法：收集的氣體較 ，但不 。
檢驗 將帶火星的木條 ，如果帶火星的木條復燃，說明是氧氣。
驗滿 將帶火星的木條 ，如果帶火星的木條復燃，說明氧氣已集滿。
3.實驗操作要點：
（1）氯酸鉀制取氧氣試管口要 ：防止 ，使試管底部破裂。藥品應平鋪在試管底部。
（2）導管伸入發生裝置內要微露出橡皮塞：有利于 。
（3）向上排空氣法收集氧氣時，導氣管要伸入接近 ：有利于集氣瓶內空氣排出，使收集的氣體更純。
（4）排水法收集氧氣，當 時開始收集（因為開始排出的氣體是 ，會使得收集的氧氣不純）；當集氣瓶口 時，氧氣收集滿，在 用玻璃片蓋住瓶口，移出水槽，集氣瓶 放在桌面上(氧氣密度比空氣大)，防止氣體逸出。
（5）排水法收集氧氣，實驗結束時先將導氣管移出水面,然后熄滅酒精燈：防止
。
▉考點02 化合反應、氧化反應、分解反應
（1）化合反應和分解反應
化合反應 分解反應
概念 由兩種或兩種以上的物質生成另一種物質的反應 由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應
特點
表達式 A + B + …… → C A → B + C + ……
共同點 都屬于
【特別提醒】化合反應與分解反應是并列關系。
（2）氧化反應：物質與氧氣發生的化學反應屬于氧化反應。
①氧化反應不是化學反應基本類型。
②緩慢氧化：物質與氧氣發生的緩慢的氧化反應，常常不易察覺。如：細胞的呼吸作用，鐵生銹銹蝕， ， ， 等等。
③燃燒和緩慢氧化；二者共同點是都 。
【特別提醒】
1．氧化反應不一定是化合反應（石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質），化合反應也不一定是氧化反應（二氧化碳與水反應生成碳酸）。二者的關系是交叉關系。
2．有氧氣參加的反應都屬于氧化反應。
▉考點03 催化劑和催化作用
概念 在化學反應中能 其他物質的 ，但 和 在反應前后不變的物質。
特點 一變（改變 ）；兩不變（ 、 不變）
理解 ①催化劑不能改變生成物的質量 ②催化劑作為反應的條件 ③一種催化劑只針對某一類或某一個反應，某一反應的催化劑可能不只一種
證明某物質是催化劑 ①證明 ： 相同條件下，加或者不加藥品控制變量對比實驗； ②證明 ： 實驗前稱量一次，實驗后分離出來再稱量一次； ③證明 ： 將分離出來的物質再進行實驗①的操作，觀察是否還能改變反應速率。
▉考點04 多功能瓶
一 氧氣的工業制法
例1．對于分離液態空氣得到較純凈氧氣的過程，以下分析不正確的是（ ）
A．該過程主要是物理變化
B．利用了氣體沸點高低不同
C．氧元素從化合態變為游離態
D．先分離出氮氣，再分離出氧氣
【變式1-1】（不定向）下圖關于工業上“分離液態空氣法”制氧氣，說法中正確的是（ ）
A．此方法制氧氣的原料來源廣泛 B．該分離過程是物理變化
C．說明液氧比液氮沸點低 D．該液體物質是純凈的氧氣
二 氧氣的實驗室制法
例1．實驗室制取某些氣體的裝置如圖。下列說法錯誤的是（ ）
A．裝置①和④組合可以用來制取氧氣 B．裝置②和⑤組合可以用來制取氫氣
C．裝置②和③組合可以用來制取二氧化碳 D．裝置②可以隨時添加液體藥品
【變式1-1】某氣體既能用排水法收集，又能用向上排空氣法收集，該氣體所具備的物理性質應是（ ）
A．易溶于水，密度比空氣大 B．易溶于水，密度比空氣小
C．難溶于水，密度比空氣大 D．難溶于水，密度比空氣小
【變式1-2】實驗室用如圖所示裝置制取氧氣，下列實驗操作正確的是（ ）
A．實驗前先檢查裝置的氣密性，再裝藥品
B．先將導管口移入集氣瓶，再開始加熱
C．待集氣瓶里的水排完以后，先將集氣瓶移出水槽，然后蓋上玻璃片
D．停止加熱時，先熄滅酒精燈，再移出導管
【變式1-3】下圖所示的裝置有很多用途，下列使用方法不正確的是（ ）
A．排水法收集氧氣時，由a口進氣
B．排空氣法收集氫氣時，由b口進氣
C．排水法收集氫氣時，由b口進氣
D．排空氣法收集二氧化碳時，由a口進氣
例2．用氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，混合物的質量變化如下圖。分析正確的是（ ）
A．反應結束時能收集到（a-b）g氧氣
B．P點處固體成分是氯酸鉀和氯化鉀
C．在氯酸鉀分解過程中氯元素質量始終不變
D．在 0～t1時段，MnO2在固體混合物中的質量分數不斷增大
【變式1-1】在雙氧水制氧氣實驗中，某些變量與時間的變化關系如圖所示，圖中縱坐標 y 可以表示的變量是（ ）
A．氫元素質量
B．氧元素質量
C．水的質量
D．氧氣質量
【變式1-2】根據如圖實驗裝置請回答：
Ⅰ.寫出儀器a和b的名稱是 、 。
Ⅱ.檢查裝置A氣密性的方法是夾緊止水夾， ，則氣密性良好。
Ⅲ.加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的化學方程式為 。
①若需制取較純的氧氣，選擇的裝置組合為 (填字母)，儀器選擇的依據是 (填字母)； A 屬于固固加熱型的反應 B 屬于固液加熱型的反應
C 制取的氣體密度比空氣大 D 制取的氣體不易溶于水
②上述混合物中的氯酸鉀是 色固體；反應后的固體中二氧化錳的質量分數將 (填“增大”、“減少”、“不變”)；充分反應后需要從剩余固體中提取二氧化錳的操作是溶解、 、洗滌、干燥。
Ⅳ 用雙氧水和二氧化錳制氧氣的的化學方程式為 ，判斷用C裝置收集滿氧氣的方法是 。
Ⅴ 實驗室常用加熱無水醋酸鈉和堿石灰二種固體混合物的方法制備甲烷。
①根據上圖選擇的發生裝置為 (填字母)；
② 實驗中可以用裝置E收集甲烷，說明甲烷具有 的物理性質；
③ 實驗中還可以用裝置D而不用裝置C收集甲烷，由此反映了甲烷的密度比空氣 (填“大”或“小”)。
三 催化劑與分解反應
例1．屬于分解反應的是
A．C+2CuO2Cu+CO2↑ B．2Mg＋O22MgO
C．2CO+O22CO2 D．CaCO3CaO + CO2↑
【變式1-1】屬于分解反應的是（　　）
A． B．
C． D．
例2．催化劑可顯著提高反應效率，二氧化錳是常見的催化劑。
(1)實驗室用H2O2溶液制取氧氣，常用MnO2作催化劑反應的化學方程式是 ；用排水法收集氧氣，是因為氧氣 (選填“易”或“不易”)溶于水；將帶火星的木條伸入盛有氧氣的集氣瓶中，現象是 。
(2)FeCl3對H2O2分解也有催化作用。為比較MnO2和FeCl3對H2O2分解快慢的不同影響，用下圖左裝置進行實驗：啟動傳感器，注入H2O2溶液。氧氣體積分數隨時間變化情況如下：
i．初始時氧氣的體積分數不為0，原因是 。
ii．寫出使H2O2分解較快的催化劑及判斷依據： 。
【變式1-1】實驗室中常用H2O2溶液制各氧氣，用下圖所示的裝置和下表所示的實驗探究獲得平穩氣流的方法。
實驗 編號 試劑 溫度 （℃） 收集一瓶氣體的時間（秒）
① 50mL 5％H2O2溶液 5g MnO2 20 12
② XmL 3％H2O2溶液 5g MnO2 20 61
③ 50mL 5％H2O2溶液 5g MnO2 50 7
④ 50mL 5％H2O2溶液 5g CuCl2 20 31
⑤ 50mL 5％H2O2溶液 5g FeCl3溶液 20 48
(1)寫出實驗①中制備氧氣的化學方程式 。
(2)用排水法收集氧氣，是因為氧氣 （選填“易”或“不易”）溶于水。上圖裝置中導管a應與導管 （選填“b”或“c”）相連接。
(3)若用實驗①和②比較H2O2的濃度對生成氣流快慢的影響，則實驗②中應加入H2O2溶液的體積為 mL。
(4)從實驗 （填實驗編號）可比較溫度對生成氣流快慢的影響，得到結論：溫度越高，生成氣流越 （選填“快”或“慢”）。
(5)實驗④和⑤能否用于比較不同鹽酸鹽對H2O2分解的催化效果？理由是 。
1．下列不屬于硫磺在氧氣中燃燒現象的是（ ）
A．放出熱量 B．藍紫色火焰
C．淡藍色火焰 D．有刺激性氣味的氣體生成
2．下列不屬于鐵絲在氧氣中燃燒現象的是（ ）
A．火星四射 B．產生大量白霧 C．放出熱量 D．生成黑色固體
3．氧氣是空氣的主要成分之一，下列說法不正確的是（ ）
A．O2可以從空氣中分離 B．液態的O2是一種淡藍色液體
C．液態的O2具有可燃性 D．O2在醫療上可用以供給呼吸
4．下列有關實驗現象的描述正確的是（ ）
A．紅磷在空氣中燃燒產生大量的白霧，放熱
B．碳在氧氣中燃燒，發出白光，放熱，生成二氧化碳
C．細鐵絲在空氣中燃燒，火星四射，放熱，生成黑色固體
D．硫在氧氣中燃燒發出明亮的藍紫色火焰，放熱，生成有刺激性氣味的氣體
5．下列屬于分解反應的是（ ）
A． B．
C． D．
6．關于化合反應、氧化反應的說法中，正確的是（ ）
A．物質和氧氣發生的反應一定是氧化反應
B．化合反應中各元素的存在形態一定發生改變
C．化合反應一定是氧化反應，氧化反應不一定是化合反應
D．有兩種物質參加的反應一定是化合反應
7．下列反應中既屬于化合反應，又屬于氧化反應的是（ ）
A． B．
C． D．
8．化學概念在邏輯上存在如圖所示關系，對下列概念間的關系說法正確的是（ ）
A．純凈物與混合物屬于包含關系
B．化合物與氧化物屬于包含關系
C．單質與化合物屬于交叉關系
D．氧化反應與化合反應屬于并列關系
9．下列說法正確的是（ ）
A．純凈物是由同種分子(或原子)構成的
B．含有氧元素的化合物，不一定是氧化物
C．化合反應一定是由兩種物質參加反應，生成一種物質
D．由不同種元素組成的物質一定是化合物
10．實驗室用 KMnO4制氧氣并驗證氧氣的性質，下列操作正確的是（ ）
A．檢查裝置氣密性 B．加熱KMnO4制O2 C．驗證O2已集滿 D．硫在O2中燃燒
11．如圖是初中化學常用的實驗裝置，下列說法正確的是（ ）
A．B和E組合可以用來實驗室制取并收集干燥的O2
B．實驗室里用裝置A制備氧氣，反應的化學方程式為2H2O22H2O+O2↑
C．圖F中集氣瓶內盛少量水的作用是吸收二氧化硫，減少污染
D．若用圖G裝置收集H2，無論排空法還是排水法，H2都從c端進入
12．某小組利用下圖所示微型實驗裝置進行實驗。

(1)將注射器中的液體注入玻璃管后，甲處反應的化學方程式為 。片刻后，在裝置尾部套上小氣球，請解釋小氣球逐漸變大的原因 。
(2)一段時間后，加熱乙處玻璃管，觀察到玻璃管內的硫燃燒，該實驗現象是 。
13．下圖是實驗室制取氣體的常用裝置：

實驗室較環保的制取O2的反應的化學方程式為 ，應選用的發生裝置為 ；若用D裝置收集氧氣并在b口用帶火星的木條驗滿，請在圖中將導管補畫完整 。
14．九年級同學在實驗室進行氧氣的制備和性質實驗：
(1)A組同學用氯酸鉀、二氧化錳和以下裝置進行實驗。
應選用的發生裝置組合是________（填編號），用D裝置收集氧氣，當觀察到_______（現象）說明已集滿。收集完畢，將導管移出集氣瓶，再進行如下操作，正確的操作順序為_______（填字母順序）。
a.從水槽中取出集氣瓶 b.瓶口向上放置 c.在集氣瓶口蓋好毛玻璃片
(2)某同學用該方法收集的一瓶氧氣不純混有空氣，可能的原因是________（寫一點）。下列裝置中的____________（填編號）也可以作為氧氣的收集裝置。
(3)B組同學用雙氧水、二氧化錳和以下裝置進行實驗。
該方法制取氧氣的化學方程式是_______________，組裝一套氧氣的發生和收集裝置有多種組合，除選擇儀器A、B和C外，還要從上圖中選擇的儀器有__________（選填編號）；
(4)氧氣的性質實驗：
鐵絲在氧氣中燃燒的化學方程式為________________________，實驗操作順序是__________用字母排序）。集氣瓶內預先留些水的作用是_____________。
(5)思考與小結
①氯酸鉀、雙氧水都能用于實驗室制取氧氣，因為它們____________。
②比較上述制取和收集氧氣的不同方法，歸納不正確的是____________（填編號）。
a.基本反應類型都屬于分解反應
b.選用的發生裝置不同是因為反應物的狀態、反應條件不同
c.用排空氣法收集氧氣驗滿的方法是將帶火星的木條伸入瓶內，若復燃則滿
d.能用排水法收集氧氣的依據是得到的氧氣較純凈
15．實驗小組探究影響H2O2溶液對化學反應速率的因素。
(1)用H2O2溶液和MnO制取較純氧氣，為使反應平穩進行，可選擇的發生裝置如圖中的 ，采用的收集方法是 ，發生反應的化學方程式為 。
(2)用下圖裝置探究反應物濃度和溫度對H2O2溶液反應速率的影響，記錄實驗現象如下表：
試管 A B C
濃度 10% H2O2溶液 15％H2O2溶液 20％H2O2溶液
溫度 50℃ 無明顯氣泡 無明顯氣泡 極少量氣泡
60℃ 無明顯氣泡 極少世氣泡 少量氣泡
70℃ 極少量氣泡 少量氣泡 較多氣泡
分析表中現象可得出： （選填“升高”或“降低”）溫度， ，都可加快H2O2溶液的反應速率。
(3)為探究催化劑（MnO2和CuO）對H2O2溶液反應速率的影響，設計如下裝置進行實驗，測得反應后70秒內的O2含量如下圖所示。
I、對比分析哪兩條曲線，可說明催化劑能加快H2O2溶液反應速率？ 。
II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判斷依據是 。
課后作業：
1．下圖是實驗室制取氣體常見的裝置，據圖回答有關問題。
（1）填寫儀器的名稱。a：___________；b：___________。
（2）過氧化氫與二氧化錳制取氧氣的符號表達式為___________，二氧化錳的作用是___________。
（3）用氯酸鉀與二氧化錳混合制取氧氣，選擇的發生裝置為___________（填序號）；符號表達式為___________，用裝置D收集氧氣，用玻璃片___________（填“磨砂”或“光滑”）的一面蓋住集氣瓶口。氣體收集完畢時，應先___________（填“將導管移出水面”或“熄滅酒精燈”）；測得收集的氧氣純度偏低，原因可能是___________（填序號）。
I、收集前，集氣瓶中未注滿水 II、未等導管中氣泡連續均勻冒出時就開始收集
III、收集后，集氣瓶中仍有少量水 IV、收集好氧氣的集氣瓶正方在桌面上
2．實驗室制取氧氣并進行相關實驗。
①雙氧水和二氧化錳制氧氣的化學方程式是__________。
②探究帶火星的木條在不同體積分數氧氣中的復燃情況，部分實驗數據記錄如下：
氧氣體積分數（%） 30 40 60 70
帶火星的木條 不變 稍亮 復燃 復燃
根據上述實驗數據得出的結論是________________________。在集氣瓶中注入占其容器50%的水（如圖所示），用排水法收集氧氣，將瓶內的水排盡，用帶火星的木條在該集氣瓶中進行實驗，推測實驗現象并說明理由_______________________________________。
步驟 現象 結論
___________ ___________ 氧化銅化學性質沒有改變
③雙氧水分解也可用氧化銅作催化劑。在0.5g氧化銅中滴加雙氧水，反應結束后固體仍為0.5g且呈__________色。設計一個實驗，證明在雙氧水分解反應后，氧化銅化學性質沒有發生改變。
3．實驗室利用下圖裝置制取氧氣，并檢驗氧氣的性質。
①A中盛放固體的儀器名稱為____________________；A裝置制取氧氣，反應的化學方程式為____________________________。
②C的收集方法為_________________；鐵絲在氧氣中燃燒的現象為_______________，反應的化學方程式為_________________，反應類型為_________________。
③B中錐形瓶中放入的二氧化錳的作用是_________________，B裝置中使用分液漏斗相比長頸漏斗的優點是_____________________。
④已知氨氣是有刺激性氣味的無色氣體，密度比空氣小，極易溶于水，實驗室可用加熱熟石灰和氯化銨的固體混合物生成氨氣。實驗室制備氨氣選擇發生裝置的依據是___________和___________，若用下圖裝置收集氨氣，進氣口應為_________端（選填“m”或“n”）。
4．生產、生活中有多種獲取氧氣的方法。
(1)“氯酸鉀和二氧化錳共熱法”制氧
I加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣的化學方程式_____________________。
II選擇A作為發生裝置，是因為____________________________________；若要收集一瓶氧氣用來做鐵絲燃燒的實驗，最適宜的收集裝置是____________（填“C”、“D”或“E”），原因是___________________________。
(2)“家庭制氧機”制氧
下圖是家庭制氧機的示意圖。將A（過碳酸鈉白色固體）和B（二氧化錳黑色粉末）放入水中即可產生氧氣。反應時，反應倉內黑色粉末翻騰，倉壁變熱。
已知：過碳酸鈉（2Na2CO3·3H2O2）易溶于水，在水中會生成Na2CO3和H2O2。
I反應倉內發生反應的基本類型是______________。
II過濾倉中水的作用____________________。
III反應倉與上圖B裝置中_________________（填儀器名稱）作用相似：若過濾倉改用F裝置，應使氧氣從___________（填“a”或“b”）管進。

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