氧气的性质、用途和制取归纳(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上【考纲要求】1.掌握氧气的主要性质和用途;能用氧气的性质解释一些常见的现象。2.能正确写出木炭、红磷、硫、铁等物质在氧气中燃烧的化学方程式,并能准确的描述这些反应的现象。3.掌握实验室制氧气的原理、装置、操作方法;了解氧气的工业制法。【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
2、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 2KClO32KCl+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)通常状况下,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
3、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红磷发出黄白色的光,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3
4、Fe+ 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
5、、气焊和气割金属、液氧炸药等。要点诠释: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
6、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
7、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。8.制取装置的选择:反应物状态和条件装置图实例固固加热型2KClO32KCl+3O22KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2固液不加热型 2H2O2 2H2OO29.收集装置的选择:向上排空气法:气体的密度比空气大用
8、此法(如氧气、二氧化碳)。排空气法向下排空气法:气体的密度比空气小用此法(如氢气)。排水法:气体不易溶于水或难溶于水用此法(如氧气、氢气、一氧化碳)。要点诠释: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,
9、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
10、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1.物质的性质决定物质的用途。下列因果关系不成立的是( )A因为磷燃烧能产生白烟,所以可用于制作烟幕弹B因为金属钨的熔点高,所以被用来制造灯泡中的灯丝C因为氮气化学性质不活泼,所以可用于食品包装袋内防腐D因为氧气能支持燃烧,所以可用作燃料【思路点拨】掌握常见物质的的性质和用途 【答案】D【解析】磷燃烧产生大量的白烟,可制作烟幕弹;灯泡中的灯丝要耐高温,所以选熔点高的金属钨;食品包装袋内防腐气体的要求是化学性质稳定,所以选氮气;氧气不能燃烧,不能作燃料。【总结升华】物质的性质决定物质的用途。氧气有助燃性,没有可燃性,两种性质不同。
11、2.下列物质在氧气或空气中燃烧时,现象描述正确的是( )A镁条在空气中燃烧,冒出浓烈的黑烟,放出热量,生成黑色粉末 B铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成红色粉末 C木炭在氧气中燃烧,发出白光,放出热量,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 D硫在氧气中燃烧,发出微弱的淡蓝色火焰,放出热量,产生没有气味的气体【思路点拨】知道常见物质的燃烧现象。【答案】C【解析】镁条在空气中燃烧生成白色粉末,所以A错;铁丝在氧气中剧烈燃烧,生成黑色固体,所以B错;硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味的无色气体,所以D错。【总结升华】该题考查有关氧气性质实验的知识。要求学生必须熟悉这些基本实验
12、,并能规范描述实验现象。3.请描述下列实验现象。(1)铁丝在氧气中燃烧 。 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热(2)向过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰 。迅速冒出气泡(3)向硫酸铜溶液中加入铝片 。铝片表面会出现红色的固体;溶液蓝色逐渐变浅直至褪去(4)向氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液 . 【思路点拨】掌握常见的化学反应及其反应现象,描述现象要准确简洁并且要全面。产生白色沉淀【答案】(1)剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体(2)迅速冒出气泡 (3)铝片表面会出现红色的固体;溶液蓝色逐渐变浅直至褪去(4)产生白色沉淀【解析】(2)二氧化锰能加快过氧化氢分解产生氧气的速率,在双氧
13、水制氧气的反应中是催化剂。(3)铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,铜是红色金属,硫酸铜的溶液呈蓝色,硫酸铝的溶液呈无色。(4)氯化钠和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠。【总结升华】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。举一反三:【变式1】下列关于氧的说法正确的是( )A.实验室常用电解水的方法来制取氧气 B.夏天食物腐烂与氧气无关C.铁丝在氧气中燃烧,发出白光,生成黑色固体 D.含氧的化合物可能不是氧化物【答案】D【变式2】下列物质发生的变化不是由空气成分引起的是( ) A生石灰在空气中变质 B浓氨水露置在空气中质量减少 C钢铁在潮
14、湿的空气中生锈 D烧碱固体在空气中潮解、变质【答案】B类型二、考查氧气的实验室制法4.下图是常用的实验装置图,根据所学知识回答下列问题。(1)若用A装置制取氧气,试管中盛放的药品是 ,发生反应的化学方程式为 。(2)通过查阅资料得知,硫化氢是一种有毒的气体,其密度比空气的大,且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸混合,在常温下,通过发生反应制得硫化氢(H2S)气体。制取硫化氢气体的发生装置可以选用 (填编号),若用C装置收集硫化氢气体,气体应从 端通入(填“a”或“b”)。【思路点拨】该题考查氧气的实验室制法及气体制取装置的选择。确定气体发生装置应考虑的因素是反应
15、物的状态、反应条件,确定气体收集装置的依据是气体的密度和水溶性。【答案】(1)KClO3和MnO2(或KMnO4) 2KClO32KCl+3O22KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2(2)B b【解析】(1)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。(2)根据题目中提供的信息,用块状固体硫化亚铁(FeS)和稀硫酸混合,在常温下反应制得硫化氢(H2S)气体,所以发生装置选择B。【总结升华】本题的易错点在于用装置收集硫化氢气体时导管入口的选择。硫化氢气体密度比空气的大,用向上排空气法收集,所以硫化氢气体应从端进。5.通过化学学习,你已经掌握了实验室
16、制取气体的一般规律,以下是老师提供的一些实验装置。请结合上图仪器回答问题:(1)写出图中标号的仪器名称:a ,b 。(2)写出实验室用装置制取氧气的化学方程式 。(3)通过查阅资料得知:氨气(NH3)是一种密度比空气小且极易溶于水的气体,其水溶液称为氨水,显碱性;氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体。小芳同学加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气,她应选择的反应发生装置是 ,收集装置是 (填字母编号)。(4)小芳将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中,观察到的现象是 ,。(5)请写出氨气和氧化铜在加热条件下反应的化学方程式 。【思路点拨】制取气体用什么样的发生
17、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B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,如装置。【答案】(1)分液漏斗 试管(2)2H2O2 2H2OO2 (3)B E(4)集气瓶内液面上升 溶液变为红色(5)3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O 【解析】加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物制取氨气,故发生装置选择B;氨气(NH3)是一种密度比空气小且极易溶于水的气体故收集装置选择E。氨气的水溶液称为氨水,显碱性,故遇酚酞时,酚酞变红色。氨气在加热条件下能与氧化铜反应生成铜、水和空气中含量最多的气体(即氮气),
18、确定反应物与生成物的化学式,进而写出化学方程式。【总结升华】该题是考查气体发生装置和收集装置的信息给予题,体现了初中与高中知识的衔接。解题时应注意提取题目中的有效信息,找到问题的突破口。6.(2011四川省)对资料或实验证据的分析是否正确,直接关系到科学探究是否符合客观事实。下图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰),分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是( ) A.同时开始加热,先收集到氧气的是氯酸钾B.用相同容积的试管制取较多量的氧气时,宜选择氯酸钾为原料C.加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加D.反应时间较长的是高锰酸钾 【思路点拨】
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- 氧气 性质 用途 制取 归纳 13
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