第3講氧氣的性質和制備知識網絡·人教版

我們周圍的空氣

氧氣?????í????ì

物理性質化學性質制法???í??ì

工業制法

實驗室制法??í?ì

用過氧化氫和二氧化錳制氧氣用氯酸鉀和二氧化錳制氧氣用高錳酸鉀制氧氣用途

考點一、氧氣的性質和用途1、物理性質：在通常狀況下，氧氣是一種

色、

味的氣體，

溶于水，密度比空氣

。在壓強為101KPa時，溫度為-183℃時可變為

色液體，在-218℃時可變為

色

狀固體。2、化學性質：氧氣的化學性質

，能與許多物質發生化學反應，是一種常見的

。無無不易略大淡藍雪花活潑氧化劑（助燃劑）淡藍1、與非金屬反應：S+O2==SO2點燃C+O2==CO2點燃4P+5O2==2P2O5點燃2H2+O2==2H2O點燃淡藍色火焰（空氣中）明亮的藍紫色火焰（純氧中）均有刺激性氣味氣體產生。淡藍色火焰黃白色火焰，產生大量白煙紅光（空氣中）白光（純氧中）均產生使澄清的石灰水變渾濁的氣體。反應物應緩緩伸入集氣瓶中2、與金屬反應：2Mg+O2==2MgO點燃4Al+3O2==2Al2O3點燃3Fe+2O2==Fe3O4點燃2Cu+O2==2CuO△常溫下即可反應，點燃產生耀眼的白光，生成白色固體，可用于燃燒彈和照明彈。在空氣中不能燃燒，在純氧中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。產生紅熱現象，冷卻后固體由紅色變黑色。思考：Fe、S在氧氣中燃燒實驗中均在集氣瓶底部加入少量水，其作用分別是什么？Fe：防止高溫熔融物使瓶底炸裂；S：吸收SO2，防止污染空氣。把鐵絲繞成螺旋狀，裹一根火柴，引燃鐵絲

[注意]

某些物質在氧氣中燃燒的現象，由于氧氣濃度的不同存在差異。①木炭在純氧中點燃后劇烈燃燒，發出白光，放出熱量；在空氣中燃燒則發紅光。②硫在純氧中點燃后燃燒得更旺，發出藍紫色火焰，放出熱量；在空氣中燃燒則發出微弱的淡藍色火焰。③鐵在空氣中不能被點燃，只能燒成紅熱；在純氧中點燃則火星四射，放出熱量。3、與化合物反應2CO+O2==2CO2點燃CH4+2O2==CO2+2H2O點燃點燃C2H5OH+3O2==2CO2+3H2O藍色火焰明亮的藍色火焰淡藍色火焰考點二、化合反應、氧化反應、分解反應化合反應：兩種或兩種以上的物質生成另一種物質的反應。氧化反應：物質跟氧發生的反應。氧可以是氧氣，也可以是含氧化合物；氧氣是氧化劑，具有氧化性。聯系：化合反應不一定是氧化反應，氧化反應不一定是化合反應CaO+H2O==Ca(OH)2CH4+2O2==CO2+2H2O氧化反應劇烈氧化緩慢氧化有限空間：爆炸廣闊空間：燃燒（發光、放熱）呼吸、食物變質、酒和醋的釀造、鐵生銹、農家肥腐熟考點三、氧氣的實驗室制法1、反應原理：2H2O2==2H2O+O2↑MnO22KClO3==2KCl+3O2↑MnO22KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑△2、發生裝置（理解各裝置的適用范圍）固體加熱型固液不加熱型第二個可控制反應速率；第三個可控制反應的停止和發生。3、操作步驟：查、裝、定、點、收、離、熄。先查氣密性再填裝藥品（兩種裝置的氣密性檢查）；一團棉花的作用；試管口略向下傾的目的；先均勻加熱，再集中加熱；當有連續均勻的氣泡產生時開始收集；先將導管移出水面，后熄滅酒精燈的目的。1.組裝好儀器，將導管放入水中，雙手捂熱試管，若有氣泡產生，說明裝置氣密性良好。2.關閉止水夾，從長頸漏斗向錐形瓶中加水沒過漏斗下端，繼續加水，使漏斗內液面高于錐形瓶內液面，若液面差能保持一段時間，說明裝置氣密性良好。5、檢驗與驗滿：帶火星的木條伸入集氣瓶放在瓶口檢驗驗滿ab4.收集方法：（分析采用原因，適用范圍）排水法收集較純凈的氣體向上排空氣法收集干燥的氣體向上排空氣法由

端進氣，排水法由

端進氣。ab考點四、催化劑和催化作用催化劑：是指在化學反應中能改變其它物質的反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有改變的物質。特點：兩變兩不變。改變反應速率，不同的反應用不同的催化劑；反應前后質量和化學性質不變。注意：改變速率不一定是加快；沒有催化劑也可反應；不能改變生成物的數量；參與反應。考點五、工業制取氧氣空氣（氣態）加壓降溫空氣（液態）蒸發N2-196℃O2-183℃物理變化膜分離技術法：?類型一、氧氣的化學性質

例1

下列物質和氧氣反應的生成物在常溫下有液體的是(

)A．蠟燭B．鋁C．磷D．鐵命題角度：氧氣與鋁、磷、鐵絲、蠟燭的燃燒反應。A[解析]

鋁、鐵是金屬，與氧氣反應分別生成固體氧化鋁、四氧化三鐵；磷是非金屬，與氧氣反應生成固體五氧化二磷；蠟燭含有C、H元素，與氧氣反應生成二氧化碳和水，由于水是液體，故A選項正確。

[方法點撥]

氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，在許多反應中主要表現為氧化性。非金屬＋氧氣→非金屬氧化物；金屬＋氧氣→金屬氧化物；含C、H元素的物質＋氧氣→水和二氧化碳。小芳發現，氯酸鉀與氧化銅混合加熱，也能較快產生氧氣，于是進行如下探究：

例2

實驗室常用加熱氯酸鉀與二氧化錳混合物的方法制取氧氣，寫出反應的化學方程式：________________________________。[完成實驗]按下表進行實驗：測定分解溫度(分解溫度越低，催化效果越好)。?類型二、判斷是否是催化劑的實驗探究命題角度：通過實驗探究是否是催化劑

[分析數據、得出結論](1)由實驗________與實驗④對比，證明猜想合理。(2)實驗所用的三種金屬氧化物，催化效果最好的是________________。①化學性質

將氯酸鉀與不同顆粒大小的同種催化劑等比例充分混合，加熱測定分解溫度(3)同種催化劑，還有哪些因素可能影響催化效果，請你再探究(探究一種因素即可)。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[提出假設]催化劑與反應物的質量比不同，催化效果不同；

[設計方案]①取同顆粒大小的同一催化劑與氯酸鉀以不同質量比充分混合；②分別加熱，測定分解溫度

[得出結論]如果分解溫度不同，說明假設成立；反之則不成立

[方法點撥]

用過氧化氫或氯酸鉀加熱制取氧氣通常需要加催化劑。判斷某物質是否是催化劑，要抓住在反應前后具有的“一變兩不變”的特點。“一變”是指化學反應速率改變，“兩不變”是指反應前后催化劑本身的質量和化學性質均不變。通常采用對比法來探究有無催化劑對反應速率的影響。·人教版變式訓練學習了MnO2對過氧化氫的分解有催化作用的知識后。某同學想：CuO能否起到類似MnO2的催化作用呢？于是進行了以下探究。[猜想]

Ⅰ.CuO不是催化劑、也不參與反應，反應前后質量和化學性質改變；Ⅱ.CuO參與反應產生O2，反應前后質量和化學性質改變；Ⅲ.CuO是反應的催化劑，反應前后__________________________。質量和化學性質不變·人教版[實驗]

用天平稱量0.2gCuO，取5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：·人教版(1)填寫下表：步驟③現象步驟⑥結果步驟⑦現象結論__________帶火星的木條復燃____________________溶液中有氣泡放出，____________猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；猜想Ⅲ成立(2)步驟①的目的是______________________________________________________________________。有氣泡放出CuO的質量仍為0.2g帶火星木條復燃

與步驟③對比，檢驗加入CuO前后雙氧水的分解速率有無變化·人教版(3)步驟④需用到的實驗儀器有：鐵架臺(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、________。(4)過氧化氫能被CuO催化分解放出O2的化學方程式為______________________。[拓展]

要探究步驟⑤作催化劑的CuO的其他化學性質，還應補做的實驗是______________________________________________________________________________________________________________________________(寫一種)。玻璃棒

用H2(或CO、或炭粉)還原固體，觀察是否能變成紅色的銅；或加入稀酸(稀硫酸、稀鹽酸、稀硝酸)溶解固體，觀察是否能生成藍色的銅鹽溶液(合理均可)·人教版[解析]

步驟③將0.2gCuO加入到5mL5%的過氧化氫溶液于試管中，可觀察到溶液中迅速放出氣泡，并使帶火星的木條復燃；步驟①是不加CuO時，觀察帶火星的木條是否復燃，起到與步驟③進行對比的作用；但要證明CuO是否是催化劑，還需要測定反應前后其質量變化和CuO的化學性質是否改變，只有反應前后的質量和化學性質都不變，才能得出CuO是分解過氧化氫反應的催化劑的結論。用氫氣還原CuO能變成紅色的Cu或加稀硫酸能反應生成藍色的銅鹽溶液，均說明CuO在反應前后的化學性質不變。?類型三熟悉實驗室制取氧氣的實驗步驟命題角度：實驗室制取氧氣的操作要領。圖1－3

例3圖1－3是實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置圖，下列有關實驗操作的分析錯誤的是(

)

A．氣密性檢查：用手握緊試管，觀察到水中導氣管有氣泡冒出，說明裝置不漏氣

B．試管口略向下傾斜：防止試管壁上的水流入試管底部，導致試管炸裂

C．加熱：直接用酒精燈的火焰對準藥品所在位置加熱

D．停止加熱：先把導管移出水面，再熄滅酒精燈C

[方法點撥]

加熱高錳酸鉀制取氧氣時，應先檢查裝置的氣密性，接著裝藥品，將試管固定，再給試管加熱，一段時間后收集氧氣，收集完畢要先取出導管，再熄滅酒精燈。注意兩個關鍵順序“先檢后裝”“撤管熄燈”。

[解析]

給裝有高錳酸鉀的試管加熱時，為了防止試管破裂，先用酒精燈預熱，然后再對準藥品所在位置集中加熱。1、下列關于氧氣的說法中錯誤的是A．工業上可以利用分離液態空氣法制氧氣B．氧氣可以支持燃燒，說明氧氣具有可燃性C．氧氣供給呼吸，它和體內物質反應，釋放能量，維持生命活動D．夏天魚池內開啟增氧泵，是因為溫度升高，氧氣在水中溶解量減少B中考鏈接：2.下列敘述正確的是（）A．木炭在充足的氧氣中燃燒生成一氧化碳B．硫在氧氣中燃燒發出藍紫色火焰C．鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，生成三氧化二鐵D．紅磷在空氣中燃燒產生大量的白霧B3、如圖為實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置。在實驗過程中，當觀察到氣泡在導氣管口連續、均勻地冒出時，才開始收集氣體，其目的是A．為了檢驗該實驗裝置的氣密性B．為了提高收集到的氧氣的純度C．防止水槽中的水倒吸使試管破裂D．防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管B4、下列對催化劑描述正確的是A．任何化學反應都需要催化劑B．催化劑在反應前后本身的質量發生了變化C．只有分解反應才需要催化劑D．某些化學反應可以有多種催化劑D5、下列操作不正確的是A．將KClO3，和MnO2混合．用紙槽裝入試管中B．將導管口伸入盛滿水的集氣瓶里，然后加熱，立即收集O2C．待集氣瓶充滿O2，蓋好玻璃片后，再移出水面D．收集完成后，松開橡皮塞，再熄滅酒精燈B6、根據反應事實可以推出影響化學反應的因素,下列推理中不合理的是(

)選項化學反應事實影響因素A蠟燭在純氧中燃燒的火焰比在空氣中燃燒的火焰更明亮反應物濃度B煤粉比煤塊燃燒的更加劇烈、更加充分反應物種類C碳在常溫下不與氧氣反應,點燃時能與氧氣反應反應溫度D雙氧水在通常情況下難分解,加入二氧化錳后迅速分解催化劑B7.通過初中化學的學習，我們知道通過多種途徑可制取氧氣。A.加熱氧化汞B.分離空氣C.加熱分解KClO3D.加熱分解KMnO4E.分解H2O2F.

.

（1）請你在F處再寫出一種制取氧氣的方法。（2）請寫出一個實驗室制取氧氣的化學方程式：

。⑶若用右圖裝置加熱KMnO4制取氧氣，指出裝置中的三處錯誤：實驗完畢，停止加熱前應該先

，再

。電解水將導管移出水面熄滅酒精燈2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑△8、下圖是實驗室制取、收集有關氣體的裝置圖。請按要求回答下列問題：（1）用雙氧水制取氧氣的化學方程式為

；（2）要收集氧氣，收集裝置可選擇上述裝置中的

或

（填寫序號）；（3）用發生裝置A或B制取氧氣時，A與B相比，A的優點是

。

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