2023年中考化学知识点突破与检测专题02　氧气的性质、用途和制取归纳.docx

专题02氧气的性质、用途和制取归纳【知识网络】在通常状况下，氧气是无色无味的气体物理性质 密度比空气大 不易溶于水 C+O2CO2 木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成可使澄清石灰水变浑浊的气体 S+O2 SO2 硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成无色有刺激性气味的气体 氧气 化学性质 4P+5O22P2O5 红磷在空气中燃烧，放出热量，产生大量的白烟 3Fe+2O2Fe3O4 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 2H2O2 2H2OO2 反应原理 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 实验室制法 2KClO3 2KCl+3O2 制取装置：固固加热型；固液常温型 收集装置：排水法；向上排空气法 检验方法；将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气 工业制法：分离液态空气；膜分离技术 用途：供给呼吸；支持燃烧【考点梳理】考点一、氧气的性质和用途1.氧气的物理性质： （1）通常情况下，是无色、无味的气体，可液化和固化。（2）不易溶于水。（3）密度比空气略大。2.氧气的化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生化学反应，在反应中提供氧，具有氧化性，是常用的氧化剂。物质在空气中和在氧气中燃烧现象的比较：反应物反应现象化学方程式或文字表达式在空气中在氧气中木炭（黑）持续红热，放出热量燃烧更旺，发出白光，放出热量，产生的气体使澄清石灰水变浑浊C+O2CO2硫（黄）发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，产生一种有刺激性气味的无色气体发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生一种有刺激性气味的无色气体S+O2SO2红磷发出黄色火焰，放出热量，产生大量白烟发出耀眼白光，放出热量，产生大量白烟4P+5O22P2O5铁丝持续加热发红，离火后变冷（不燃烧）剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体3Fe+ 2O2Fe3O4镁条在空气中即可燃烧，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体在氧气中燃烧更加剧烈，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体2Mg+ O22MgO蜡烛产生黄白色光焰，放出热量。在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有无色液滴产生；迅速把烧杯倒过来，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊燃烧更旺，发出白光，放出热量。在火焰上方罩一个干冷的烧杯，烧杯内壁有无色液滴产生；迅速把烧杯倒过来，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊石蜡氧气二氧化碳水3.氧气的用途：（1）供给呼吸：为病人、登山、潜水、航空和宇航员提供呼吸用的氧气。（2）支持燃烧：利用可燃物跟氧气反应放出热量，工业上用于炼钢、气焊和气割金属、液氧炸药等。考点诠释：1.可燃物能否发生燃烧反应和燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关，氧气的浓度越高，燃烧越剧烈；某些在空气中不能燃烧的物质（如铁丝）在纯氧中可以燃烧。2.可燃性是物质具有的可以燃烧的性质，所以氧气没有可燃性，只有助燃性，氧气是助燃物，不是可燃物。3.实验现象与实验结论的区别。“硫燃烧时生成一种带有刺激性气味的气体”描述的是实验现象。“硫燃烧生成二氧化硫”描述的是实验结论。一般说来，描述实验现象时，不能出现生成物的名称。4.铁与氧气反应分为铁在氧气中剧烈氧化（燃烧）及在空气中缓慢氧化（生锈）两种情况。它们的反应条件不同，反应的剧烈程度不同，产物也不同。考点二、氧气的实验室制法1.药品：（1）氯酸钾和二氧化锰（2）高锰酸钾（3）过氧化氢溶液（无色液体）、二氧化锰（MnO2,黑色固体）2.反应原理：（1）2KClO32KCl+3O2（2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2（3）2H2O2 2H2OO23.实验步骤：（1）氯酸钾或高锰酸钾制氧气组装仪器，检查装置的气密性；装药品；把试管固定在铁架台上；点燃酒精灯加热；用排水法收集氧气；把导管移出水面；熄灭酒精灯（2）过氧化氢制氧气组装仪器，检查装置的气密性；装药品；用排水法收集氧气4.实验装置：（1）发生装置：适合原理（1）（2） 适合原理（3）（2）收集装置：排水集气法（适合不易溶于水的气体） 向上排空气法（适合密度比空气大的气体）5.收集方法：（1）排水集气法（氧气不易溶于水）；（2）向上排空气法（氧气密度比空气略大）。6.检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气。7.验满方法：（1）用排水集气法收集氧气时，如果集气瓶口有大量气泡冒出，证明瓶中没有水，即已集满。（2）用向上排空气法时，将带火星的小木条放在集气瓶口，若木条复燃证明集满。考点诠释：1.实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气的实验操作应注意事项：（1）试管口应略向下倾斜，防止药品中存在的水分受热后变成水蒸气，到达管口冷却成水滴，再回流到管底，使试管破裂。（2）伸入试管内的导管应只稍伸出橡皮塞即可，便于气体排出。（3）如果以高锰酸钾为原料制氧气，试管口应塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。（4）如果用氯酸钾为原料制氧气，试管口不能塞棉花。这是因为棉花是易燃物，而氯酸钾又具有强氧化性，放氧速率快，棉花很容易着火燃烧，以至发生爆炸。（5）用排水法收集氧气，导管口开始有气泡放出时不宜立即收集，而是当气泡连续均匀放出时才能收集，这样收集的氧气会更纯净些。（6）如果用向上排空气法收集氧气，应该把导管伸到集气瓶底，便于排尽空气。（7）收集氧气完毕后，应将导管移出水面，再熄灭酒精灯。若先熄灭酒精灯，试管温度会降低，不产生氧气，试管内部压强会变小，水会倒流入试管中，使试管炸裂。2.在理解催化剂概念时，应注意以下几点：（1）它能改变（加快或减慢）其他物质的反应速率，不能片面地说加快或减慢。（2）催化剂只能改变化学反应速率，不能增大或减小生成物的质量。（3）二氧化锰不是所有反应的催化剂，更不是专做催化剂用的，如用高锰酸钾制氧气时，二氧化锰是生成物。【典型例题】类型一、考查氧气的性质和用途例1下列物质在氧气中燃烧，火星四射，有黑色固体生成的是（）A硫 B木炭 C铁丝 D红磷【思路点拨】根据硫、木炭、磷、铁等物质在氧气中燃烧的现象进行分析判断。【答案】C【解析】硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故A选项不符合题意；木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，故B选项不符合题意；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故C选项符合题意；红磷在氧气中燃烧，产生大量的白烟，生成一种白色固体，故D选项不符合题意。【总结升华】掌握常见物质燃烧的现象即可正确解答，在描述物质燃烧的现象时，需要注意光和火焰、烟和雾的区别。例2.我们曾做过木炭、硫粉、铁丝、镁条等物质在足量的氧气中完全燃烧的实验其中燃烧时火星四射的是 （用序号填写，下同）；产生耀眼强光的是 ；生成物有刺激性气味气体的是 。上述现象有助于我们判断是否发生了化学变化，判断化学变化发生的根本依据是 。【思路点拨】知道常见物质的燃烧现象，掌握物理变化和化学变化的区别。【答案】 有其它（新的）物质生成【解析】木炭在氧气中燃烧的现象是发出白光，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生一种具有刺激性气味的气体。铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。镁条在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成一种白色固体。【总结升华】生成其他物质的变化叫化学变化，化学变化的本质特征是有其它（新的）物质生成。要熟练掌握常见的化学反应及其反应现象，对于常见物质的性质也要熟练掌握，描述现象要准确简洁并且要全面。例3.下列对有关实验现象的描述正确的是（ ）A碳在氧气中燃烧放出白烟B硫在氧气中燃烧发出淡蓝色的火焰C铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁D干冰在空气中升华周围出现白雾【思路点拨】物质在空气和氧气中燃烧，因为氧气浓度的不同而产生的现象不同。【答案】D【解析】碳在氧气中燃烧发白光；硫在空气中燃烧发出淡蓝色的火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色的火焰；铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体；干冰升华吸热，空气中水蒸气遇冷凝成小液滴，出现白雾。【总结升华】物质燃烧时，氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。需要注意的是干冰升华发生的是物理变化。举一反三：【变式1】氧气是一种重要的物质，化学性质活泼，能与多种物质发生反应。氧气与硫反应，生成了一种带有 的 气体，并放出 。【答案】刺激性气味 二氧化硫 热量【变式2】下列关于氧气的说法正确的是（）A氧气易溶于水 B氧气具有可燃性C氧气可以支持燃烧 D空气中氧气含量最大【答案】C【解析】氧气不易溶于水，故错误；氧气没有可燃性，不能燃烧，故错误；氧气具有助燃性，可以支持燃烧，故C正确；空气主要是由氮气和氧气组成的，其中氮气的含量最大，氧气居于第二位，故D错误。类型二、考查氧气的实验室制法例4.下图是氧气的实验室制备、收集、验满、验证性质的操作，其中正确的是（ ）【思路点拨】掌握实验室用高锰酸钾制取氧气的装置、原理、操作方法以及氧气的检验和氧气性质的实验。【答案】A【解析】实验室用高锰酸钾制氧气要在试管口塞一团棉花；利用向上排空气法收集氧气时，导气管要伸入集气瓶的底部；带火星的木条要放在集气瓶口检验氧气是否验满；细铁丝在氧气中燃烧时，底部要放少量的水或细砂。故BCD选项都是错误的，只有A选项正确。【总结升华】检验氧气是否验满时，带火星的木条应放在集气瓶口，观察木条是否复燃。很多同学由于学习中对“瓶口”这个考点记忆不准，导致出错。例5.实验室制取氧气，大致分为以下几步：a.加热试管；b.检查装置的气密性；c.向试管中装药品，用带导管的单孔塞塞紧后，固定在铁架台上；d.用排水法收集氧气； e.停止加热；f.将导管从水槽中取出。实验操作顺序正确的是（ ）Abcadef Babcdef Cbcadfe Dabcdfe【思路点拨】本题考查氧气的实验室制取步骤， 制取氧气的步骤主要注意两点：首先要检查装置的气密性；反应结束后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯。【答案】C【解析】此题考查实验室用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰固体加热氧气的步骤，第一步是检查装置的气密性，最后一步是先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。【总结升华】实验室用高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰固体加热氧气的步骤中，收集完氧气后，一定要牢记：应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。例6.下图是实验室制取气体的常用装置。(1)A中的试管口应略向下倾斜的原因是 。(2)用B装置制取氧气的化学方程式是 。(3)若采用C (气体由a口进入)收集到一种气体，请简述验证该气体的实验方法 。【思路点拨】学生平时要对制取氧气及其它基本实验熟练掌握和实践，这样就会很容易解答此类试题。【答案】(1)防止试管口的冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管(2) 2H2O2 2H2OO2(3)将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明收集的气体是氧气(或向集气瓶中加入少量澄清的石灰水，澄清石灰水变浑浊，证明收集的气体是二氧化碳)【解析】(2)B装置适用于固体和液体不加热制取气体，所以应该是用过氧化氢和二氧化锰制取氧气（3）气体由a口进入，说明该气体密度比空气大，所以可能是氧气或二氧化碳。验证方法为：将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，证明收集的气体是氧气。或向集气瓶中加入澄清的石灰水，石灰水变浑浊，证明收集的气体是二氧化碳。【总结升华】制取气体用什么样的发生装置要根据反应物的状态和反应条件来选择：如果药品只有固体，且反应条件需要加热，用固固加热型反应装置，如A装置；如果药品有固体和液体，反应条件无需加热，用固液不加热型装置，如B装置。举一反三：【变式1】实验室常加热高锰酸钾制取氧气，其反应的化学方程式是 。【答案】2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2【变式2】请结合下图所示实验装置回答有关问题：(1)装置中标号仪器的名称：a ；b 。(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式： ，根据该反应原理，可选择图中 (填标号，下同)与 组装一套制取氧气的装置。【答案】 (1)酒精灯 试管 (2) 2H2O2 2H2OO2 B C（或D） 【巩固练习】一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)1.实验室检验氧气应该选用（ ）ApH试纸 B澄清石灰水 C酚酞溶液 D带火星的木条【答案】D【解析】pH试纸常用于检测溶液酸碱性，澄清石灰水常用于检验二氧化碳气体，酚酞溶液常用于检验碱性溶液，氧气具有助燃性，常用带火星的木条检验。2.下列物质和氧气反应的生成物在常温下有液体的是（ ）A蜡烛B铝C磷 D铁【答案】A【解析】蜡烛燃烧的产物是水和二氧化碳。铝燃烧的产物是氧化铝固体，磷燃烧的产物是五氧化二磷固体，铁燃烧的产物是四氧化三铁固体，所以答案A正确。3.实验室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【答案】C【解析】固定装有高锰酸钾的试管时，试管口略向下倾斜，防止加热过程中生成的水回流至试管底部使试管炸裂；开始加热时，刚开始出来的气体主要是空气，不宜立即收集，应该待导管口产生连续、均匀的气泡时开始收集；停止加热时，先将导管移出水面再熄灭酒精灯，防止试管内因温度变小压强降低，水槽中的水倒流入试管，使试管破裂。4.空气是一种宝贵的资源，空气中能供给呼吸的气体是（）A氮气 B氧气 C二氧化碳 D氦气【答案】B【解析】氮气化学性质稳定，也不能供给呼吸，故选项错误；氧气的用途是支持燃烧和供给呼吸，故选项正确；二氧化碳既不能燃烧也不能支持燃烧，还不能供给呼吸，故选项错误；氦气不能供给呼吸，故选项错误。5.下列物质用途的说法中，错误的是（ ）A.氧气能供给呼吸 B.液态氧用作火箭燃料 C.不锈钢用作制餐具 D.氦气用作填充探空气球【答案】B【解析】物质的性质决定物质的用途，氧气能支持燃烧和供给呼吸，但没有可燃性，因此不能用作火箭燃料。 6.关于物质燃烧的现象描述错误的是（）A磷在空气中燃烧、剧烈反应，产生大量白雾 B铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体 C镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 D硫在氧气中燃烧，火焰呈蓝紫色，生成有刺激性气味的气体【答案】A【解析】磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确；镁带在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，故选项说法正确；硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，产生一种具有刺激性气味的气体，故选项说法正确。7.下列关于氧气的描述正确的是（ ）A鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水B液氧是混合物C液态氧是淡蓝色的，而固态氧是白色雪花状的D变色的变化不一定是化学变化，如淡蓝色液氧变为无色气体就不是化学变化【答案】D【解析】对于氧气的物理性质，可以通过自然界中的某些现象来认识，鱼类能在水中生存，说明氧气能溶于水；而天气闷热时，鱼游到水面呼吸，说明氧气溶解于水的能力不强，所以不能说氧气易溶于水。液氧和氧气是同一物质的不同状态，液氧转化成氧气的过程中没有产生新的物质，所以是物理变化。8.欲鉴别分别装在三个集气瓶中的氧气、氮气、空气，可以采用的最简便的方法是（ ）A逐一闻气味 B分别测量它们的密度C分别测量它们的水溶性 D分别伸入燃烧的木条【答案】D 【解析】氧气有助燃性，而氮气无助燃性，同时要注意“最简便的方法”。9.下列关于氧气用途的说法，错误的是（ ）A氧气可用于炼钢B液氧可做火箭发动机里的助燃剂C氧气可做气焊时的气体燃料D氧气可供登山、潜水、航空等缺氧环境中的工作人员呼吸【答案】C【解析】氧气具有氧化性，决定了氧气具有可供给呼吸、支持燃烧、炼钢等用途。氧气不能燃烧，不可做气体燃料。10.课堂上教师做了一个实验：将液态空气倒入一只烧杯中，发现立即冒出大量气泡，把一根燃着的小木条置于烧杯口，小木条的火焰熄灭；当没有气泡冒出时再把燃着的小木条置于烧杯口，此时小木条火焰不但没有熄灭，反而燃烧更旺（已知氮气的沸点低于氧气的沸点）。由此得出的结论正确的是（ ）A气泡是由氧气汽化产生的B氮气不能做燃料而氧气能做燃料C氮气不能助燃而氧气能助燃D该变化是化学变化【答案】C【解析】由氮气的沸点低于氧气的沸点可知先汽化出的是氮气，由燃着的木条的变化情况再推理出氮气和氧气的性质。二、填空题11.氧气在加压、降温条件下会变为色液体或固体，这是变化；液态氧气一般储存在中。【答案】淡蓝物理蓝色钢瓶【解析】氧气在加压、降温条件下会变为淡蓝色液体或固体，该变化的特征是没有生成其他物质，这是物理变化；液态氧气一般储存在蓝色钢瓶中。12.实验室制取氧气的方法有多种，请写出其中一种的化学方程式 ，收集氧气可采用 法（写一种）。【答案】2H2O2 2H2OO2或2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2或2KClO32KCl+3O2 排水法或向上排空气法【解析】实验室常用过氧化氢、高锰酸钾、氯酸钾分解制氧气，由于氧气不易溶于水，可用排水集气法收集，氧气密度比空气大，也可用向上排空气法收集。三、实验题13.在生产、生活和实验中常加入某些物质，这些物质起到重要的作用，请回答下列问题：（1）硫在氧气里燃烧的实验中，集气瓶里预先放入少量水的作用；（2）探究“乙醇能溶于水”的实验中，向水中加入几滴红墨水的作用；（3）家用煤气（含有一氧化碳）中掺入微量具有难闻气味气体的作用。 【答案】（1）吸收生成的二氧化硫，防止造成空气污染；（2）现象明显；（3）便于人们及时发现煤气泄漏。【解析】（1）硫燃烧时集气瓶底部的水能吸收二氧化硫，防止污染空气；（2）乙醇和水都是无色溶液，探究“乙醇能溶于水”的实验中，向水中加入几滴红墨水的作用现象明显；（3）一氧化碳是无色、无味的气体，一旦泄漏，人很难觉察，极易引起中毒事故，在家用煤气（含有一氧化碳）中掺入微量具有难闻气味的气体，便于人们及时发现煤气泄漏，避免煤气中毒的发生。14.实验室用如图所示的装置制取氧气，回答下列问题：(1)往试管中装入固体粉末时，可先使试管倾斜，用_把药品小心地送至试管底部。(2)组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是(填序号) 。试管 铁架台 酒精灯 木块 【答案】（1）纸槽或药匙 （2）【解析】将粉末状固体加入试管时，可利用药匙或纸槽。组装装置时，一般按从下到上顺序安装。铁架台是固定仪器，先放在桌面上，然后将木块放好，再放上酒精灯，以利用酒精灯外焰加热为标准，固定试管。15.某校课外兴趣小组同学用氯酸钾和二氧化锰混合物加热制氧气，实验完毕后发现混合物固体质量减少了，请你用学过的化学知识解释。【答案】根据质量守恒定律，参加反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。因为生成的氧气是气体，所以固体质量减轻。【解析】氯酸钾在加热及二氧化锰催化下，会分解生成氯化钾和氧气。根据质量守恒定律，反应前氯酸钾的质量与二氧化锰的质量之和，等于氯化钾、二氧化锰、氧气的质量之和，由于氧气从固体混合物中逸出，所以反应后固体的质量减少。16.实验室有下图所示的实验装置，请回答问题： （1）在加入药品之前应对实验装置进行 。 （2）可用于实验室制备和收集氧气的一套装置是_（填字母编号）。写出用此装置制备氧气的化学方程式（写一个）： 。【答案】（1）气密性检查 （2）AC或AE（BC或BE） 2KClO32KCl+3O2（或2H2O2 2H2OO2）【解析】（1）制取气体的发生装置在装药品前，应先检查装置的气密性。（2）A、B均可做制取氧气的发生装置，由于氧气的密度比空气大且不易溶于水，C、E装置均可用于收集氧气。