《二氧化碳的實驗室制取與性質》專題復習

本基礎實驗旨在引導同學們練習實驗室里制取二氧化碳和用向上排空氣法收集氣體，并連行二氧化碳

性質實驗的操作，從而鞏固有關的實驗操作，加深對二氧化碳性質的認識。

一、二氧化碳的制取

1.實驗原理

常用廉價易得的石灰石(或大理石)和稀鹽酸反應制取二氧化碳，有關的化學方程式是

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2T。

2.實驗裝置

實驗室制取二氧化碳的基本裝置見圖1。

3.實驗操作

(1)檢查裝置氣密性。

(2)若裝置不漏氣，拔掉橡皮塞，向大試管里放入幾小塊石灰石或大理石(操作要點是“一橫、二放、

三慢豎”)，然后小心注入不超過試管容積1/3的稀鹽酸。

(3)立即將帶有導氣管的單孔橡皮塞塞緊管口，然后將導氣管的另一端插入集氣瓶(導管口要接近集氣

瓶底部)。可以看到試管里發生劇烈反應，冒出大量無色的氣體。

(4)使用向上排空氣法收集二氧化碳(因為二氧化碳能溶于水，密度比空氣大)，過一會兒將燃著的木

條放在集氣瓶口，若熄火則已經集滿。

(5)用玻璃片蓋住已集滿二氧化碳的集氣瓶，備用。

4.便于控制的發生裝置

課本上給出的實驗室制取二氧化碳的發生裝置不能控制反應的進行，而學習本單元內容需要多次制取

二氧化碳，因而學生有必要認識一些便于控制的反應裝置。

下面這些發生裝置都是想方設法創造固、液藥品分離或接觸的條件，不管是液體藥品運動，還是固體

藥品運動，固、液都能隨時分離，因而便于控制反應。

石灰石內裝石灰石

石灰石/的尼龍袋

朝?可擠壓的

一罌料瓶

稀鹽酸覆料板

稀鹽酸三卜稀鹽酸

圖2圖3圖4

可上下移動

的粗銅絲可上下移動

的爛底試管

尼龍袋石灰石

（內裝石灰石）馴

石灰石翟料板

卜稀鹽酸三3一稀鹽酸稀鹽酸

圖5圖6圖7

圖2、圖3裝置是通過開、關彈簧夾來控制反應進行的（液動、固不動）；圖4裝置是通過擠壓或傾斜塑

料瓶來控制反應進行的（液動、固不動）；圖5裝置是通過上下移動粗銅絲來控制反應進行的（固動、液不動）；

圖6裝置是通過上下移動爛底試管來控制反應進行的（固動、液不動）；圖7裝置是通過傾斜試管來控制反

應進行的（液動、固不動）“

二、二氧化碳的性質

二氧化碳不燃燒、不支持燃燒，密度比空氣大;能與石灰水反應，能溶于水產生不穩定的碳酸。（見圖

8）,很快發現蠟燭火焰熄滅。

（2）該實驗不是一定需要使用兩支蠟燭。只要我們從高于燭火的位置傾倒二氧化碳后，燭火很快熄滅,

就能說明二氧化碳密度比空氣大、不燃燒、不支持燃燒。當然，使用兩支蠟燭進行滅火實驗，趣味性更強

一絲。

2.二氧化碳溶于水實驗

（1）向兩支試管中分別加入2磯蒸儲水，然后各滴入廣2滴石蕊溶液，觀察試管中的溶液均呈現紫色。

該實驗現象說明，水不能使紫色石蕊溶液變色。

（2）將其中一支試管內的溶液靜置；向另一支試管內的溶液中通入二氧化碳，發現溶液顏色很快由紫變

紅（可與靜置試管中溶液的顏色進行對比）。上述實驗現象說明，水與二氧化碳反應的生成物

（H2O+CO2=H2CO3）能使紫色石蕊溶液變紅。

（3）微熱紅色溶液，可以發現溶液很快恢復為紫色。該實驗現象說明，碳酸不穩定，受熱極易分解

（H2CO3=H2O+CO2

3.二氧化碳與石灰水反應

另取--支試管，向其中注入少量澄清石灰水，然后通入二氧化碳（或直接吹氣），石灰水很快變渾濁。

此實驗現象說明，反應生成了不溶性的固體〔CO2+Ca（OH）2=CaCO3J+H2O］。

4.二氧化破性質改進實驗

（D密度比空氣大的實驗（見圖9）。

圖9

課本上是直接告訴同學們“二氧化碳密度比空氣大”，其實完全可以利用一個電子天平粗略稱出二氧

化碳密度比空氣大:先用電子天平稱量一瓶二氧化碳氣體的質量，倒去二氧化碳后再稱這個空瓶（含有空氣）

的質量，發現二氧化碳的質量比同體積的空氣質量大。這不就說明二氧化碳的密度比空氣大嗎？

（2）溶于水的實驗（見圖10）0

用一次性注射器（潤滑性良好）先吸入10磯水，再吸入10mL二氧化碳，封閉針管

后振蕩幾下，活塞會自行前推到12血,刻度處停止。這說明二氧化碳能溶于水，而且1體積水里大約能溶

解0.8體積的二氧化碳。接下來，將注射器前端向上豎起后，猛地下拉活塞，可以看到水中有大量小氣泡

冒出（重復該操作，現象依舊）。這說明壓強減小時，二氧化碳在水里的溶解最會減小，進而可知，增大壓

強時二氧化碳的溶解量會增大。

水和co,

圖10

（3）熄滅燭火的實驗（見圖ll）o

按照課本上的方法做“二氧化碳熄滅兩支蠟燭火焰”的實驗時，由于空間不大的燒杯里燃有兩支蠟燭,

所以在傾倒二氧化碳時，燒杯里上升的熱氣流常會阻礙二氧化碳的下沉，甚至沖散二氧化碳，致使高位的

蠟燭火焰先熄滅，或兩支蠟燭火焰同時熄滅。如果利用一個類似漏斗的容器去引流二氧化碳，則實驗會容

易成功。按圖11組裝好儀器，將一瓶二氧化碳通過一個特制漏斗（無底礦泉水瓶制作），緩緩倒入插有兩

支燃著蠟燭的燒杯里，發現下面的蠟燭火焰先熄滅，上面的蠟燭火焰后熄滅。此現象說明，一氧化碳不燃

燒、不支持燃燒，密度比空氣大：

（4）與水反應的實驗（見圖12）o

干燥的石一

餐妙布條

濕潤的石

蕊紗布條

課本上探究“二氧化碳與水反應”的實驗，雖然現象明顯，但設計不夠簡潔，操作也比較麻煩。利用

T形三通管進行這個實驗，則可揚長避短。

打開儲氣裝置（或氣體發生裝置），使干燥的二氧化碳氣體緩緩流入粗玻璃管內，很快可以看到：兩根

紗布條的中上部均不變色，中下部的濕潤紗布條慢慢變成了紅色，干燥紗布條不變色。該實驗現象充分證

明，二氧化碳密度比空氣大，可以像液體那樣流動;二氧化碳不能使石蕊變紅色，但二氧化碳與水反應的

生成物（HzO+COz=H2co3），能使石蕓變紅色。停止通入二氧化碳氣體，然后拿出變紅的石蕊紗布條，

使其充分暴露在空氣中，很快可以發現，紗布條的紅色慢慢褪去。該現象充分證明，碳酸極不穩定。

三、疑難解答

1.不用稀硫酸、濃鹽酸或碳酸鈉制取二氧化碳的原因

如果使用稀硫酸與石灰石反應，產物硫酸鈣微溶于水，隨著反應的進行，硫酸鈣極易沉淀卜.來，覆蓋

在石灰石表面，從而隔絕稀硫酸與碳酸鈣的接觸，造成反應自行停止。

濃鹽酸極易揮發出HC1氣體.如果使用濃鹽酸與石灰石反應，制得的二氧化碳中就會混有HC1,導致

二輒化碳不純，影響后續實驗的順利進行。

如果使用碳酸鈉與稀鹽酸反應，由于此反應的速率很快，會來不及收集氣體，造成藥品浪費。

2.二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液不變渾濁的原因

①實驗中選用的鹽酸濃度過大，放出的二氧化碳氣體中含有HC1氣體，HC1更容易與石灰水反應（一般

先將發生裝置里放出的不純二氧化碳氣體通過飽和的碳酸氫鈉溶液，再通入澄清石灰水中）；②石灰水久

置，已經變質［Ca（OH）2+CO2=CaCC）3J+H?O］（使用新制的石灰水）。

四、例題導學

【例題】（2017?無錫）根據實驗裝置圖13,回答有關問題。

0她的111國目

（1）圖中標有①的儀器名稱:O

（2）實驗室用大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳，選用的發生裝置是（填裝置編號），裝入藥

品前應進行的操作是o若要收集干燥的二氧化碳，需將發生裝置與裝置E和裝置

裝置編號）相連，其中裝置E內的試劑是,氣體應從導管（填“a”或"b”）端通入。

（3）在2017年江蘇省中學化學創新實驗調演中，李彬老師設計了“氫氧焰”的實驗裝置如圖14,利用

氣球與發生裝置制取并儲存純凈的氣體于氣球中。

AB

圖14

A瓶中硫酸銅溶液的作用是,B瓶中產生氣體的化學方程式為（,通過玻璃活塞歷、

電分別有序控制氧氣和氫氣的流量，先后進行如下操作:①關閉電，打開K.,通入氧氣，將帶火星的木條

置于三通管口處，觀察到，說明氧氣具有助燃性。將燃著的木條移開，管口處無火焰。②關

閉打開通入氫氣，將燃著的木條置于三通管口處，管II處有火焰。移去燃著的木條，氫氣安靜地

燃燒，說明氫氣具有可燃性，該反應的化學方程式為。把鐵片放在火焰上一段時間，鐵片呈

紅熱狀;打開K一通入氧氣，鐵片迅速熔斷被切割，由此得出的結論是o

【解析】（1）儀器①是集氣瓶。（2）實驗室制取一.氧化碳的發生裝置屬于固液常溫型，即選A。在裝入

藥品前，必須檢查裝置氣密性。若要收集干燥的二氧化碳，需將發生裝置與裝置E和裝置D相連，其中裝

置E內的試劑是干燥劑濃硫酸，氣體應從導管的a端口通入。（3）A裝置是過氧化氫分解放出氧氣的實驗裝

置，顯然A瓶中硫酸銅溶液是催化劑，具有加快反應速度的作用。B瓶中產生的是氫氣，該反應的化學方

程式不難書寫，但要注意標注氣體符號。當關閉心、打開峪通入氧氣時，處于三通管口處的帶火星木條會

復燃；當關閉心、打開L通入氫氣時，處于三通管口處的燃著木條能將氫氣點燃，該反應的化學方程式也

不難書寫，但要注意標注反應條件。當把鐵片放在空氣中的“氫氧焰”上，鐵片呈紅熱狀，而當打開K.

通入氧氣時，鐵片處于純氧中的氧快焰上，鐵片被迅速熔斷。上述對比實驗說明，增加氧氣濃度可以促進

燃料充分燃燒，放出的熱量更多，火焰的溫度更高（有利于金屬的切割和焊接）.

【答案】（1）集氣瓶（2）A檢查裝置氣密性D濃硫酸a

⑶催化作用H,SO4+Zn=ZnSO」H,T帶火星的木條復燃2H,+O,史捶2HQ氫氣在氧氣中

燃燒更充分，能放出更多熱量

五、對點訓練

1.（2017?南京）實驗室制取某些氣體的裝置如圖15。下列說法正確的是（）

③④⑤

圖15

A.裝置①和⑤組合可以用來制取氧氣

B.裝置②和③組合可以用來制取氫氣

C.裝置②和④組合可以用來制取二氧化碳

D.裝置②可以較好地控制反應速率

2.（2017?湖州）實驗室為了收集干燥的二氧化碳氣體，讓制取的氣體先后經過甲、乙兩裝置。下列

關于甲、乙兩裝置導管的連接方式正確的是（）

甲乙

圖16

A.a接c8用接4C.b接cD.b接d

3.（2016?廣東）圖17所示實驗中，①④為用紫色石蕊溶液潤濕的棉球，②③為浸過紫色石蕊溶液的

干燥棉球。下列能準確描述實驗現象的是（）

A.④比①先紅，②③不變紅

B.①比④先紅，②③不變紅

C.④變紅，①②③不變紅緩慢通入CO；

D.①變紅，②③④不變紅

圖17

4.（2016?大連）向充滿二氧化碳的集氣瓶中，加入滴有紫色石蕊溶液的水，約占集氣瓶容積的1/5,

立即蓋上玻璃片，用手壓住玻璃片，充分振蕩后將集氣瓶倒置，松開手，觀察到玻璃片沒有掉落，紫色石

蕊溶液變紅。用微粒的觀點解釋以上現象。

5.（2017?紹興）圖18中甲圖為制取和收集二氧化碳的家庭實驗裝置，左邊部分是帶小孔的眼藥水瓶,

下部可以浸入和離開白醋，以控制反應進行與停止，它相當于乙圖中的

（填裝置編號）裝置。該裝置虛線框中應選用乙圖中的（填裝置編號）裝置來收集co,氣

乙

圖18

6.（2016?雅安）某學習小組用圖19進行CO2的制取及性質探究實驗。

資料卡片:20℃時，碳酸鈉在乙醇中幾乎不溶解，氫氧化鈉在乙醇中的溶解度為17.3go20℃時，碳

酸鈉、碳酸氫鈉在水中的溶解度分別為21.8g和9.6g。

請回答下列問題：

（1）圖中裝置A是用大理石制C02的裝置，儀器a的名稱是;裝置A中發生反應的化學方程式

是，在b處檢驗是否有CO?逸出的操作是。

（2）裝置C中放有干和濕的石蕊試紙各一張，當通入CO?一段時間后，濕的試紙變紅色，干的試紙不變

色，實驗結論是。

（3）當通入CO?一段時間后，裝置D中觀察到溶液中有白色沉淀（NaHCO：,）出現，則反應的化學方程式

是。

（4）當通入C02一段時間后，裝置E中觀察到的實驗現象是,則發生反應的化學方程式

是

濃硫酸石蕊試紙飽和碳NaOH飽和

酸鈉溶液乙醇溶液

BCDE

圖19

7.（2017?徐州）請根據實驗裝置圖20回答有關問題。

圖20

(1)寫出標號儀器的名稱:①,②O

(2)用A、E組合制取氧氣，有關反應的化學方程式為;在氣體收集完畢后，接下來的操

作是，

(3)實驗室制取二氧化碳用稀鹽酸而不用濃鹽酸，是因為濃鹽酸具有o常用石灰水檢驗二

氧化碳氣體，有關反應的化學方程式是o

(4)乙煥是一種微溶于水的氣體，密度與空氣接近，實驗室常用塊狀電石和水在常溫下反應制取乙塊.

制我乙烘的發生裝置選(填裝置編號，下同)，收集裝置選o

8.(2017?廣州)分液漏斗是化學實驗室一種常用的儀器，可用于滴加液體或分離互不相溶的兩種液體。

實驗室部分裝置如圖21所示。

ABC

圖21

(1)實驗室用KMnOi制取的化學方程式為0

(2)實驗室制取氣體通過反應物狀態、反應條件等選用相應的反應裝置，請完成下表空格。

反應裝置

制取的氣體反應物反應條件

(康編號)

催化劑MnO?

KClCh固體

0?固體、加熱—

催化劑MnO：

HQ?溶液C或D

—固體、常溫

一和______或

co?常溫

NH,。飽和溶

加熱

N2液與NaNO：—

飽和溶液

(3)關于裝置C和D的下列說法正確的是(填字母，雙選)。

A.裝置.C發生反應時，分液漏斗下端必須浸沒在液體中

B.裝置I)發生反應時，長頸漏斗下端必須浸沒在液體中

C.裝置C和D的氣密性檢查的操作方法相同

D.裝置C和D均可用于制取一定量的H2

LA2.A3.A

4.玻璃片沒有掉落的原因：二氧化碳分子擴散到水分子之間，瓶內壓強減小。

紫色石蕊溶液變紅的原因：二氧化碳分子與水分子結合成碳酸分子，解離出H+,使石蕊變紅。

5.AC

將燃著的木條放在集氣瓶口，若熄滅則收集滿了

6.(1)長頸漏斗CaC0a+2HCl=CaCl,+H,O+CO,T

將燃著的木條放在導氣管匚，觀察木條是否熄滅

(2)二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸顯酸性

(3)CO,+H,O+Na,CO,=2NaHCO.

(4)出現白色沉淀2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

7.(1)鐵架臺分液漏斗

(2)2KMQ=K2MnO4+MnO2+02T

先將導管移出水面，再熄滅酒精燈

(3)揮發性Ca(OH)2+CC)2=CaCOs」+H20

(4)BE

8.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2T

(2)A02石灰石(或大理石)稀鹽酸CDB

(3)BD

《燃燒的條件》專題復習

本實驗旨在引導同學們加深對燃燒條件的認識，進一步了解滅火的原理；初步學會利用控制變量法、

對比實驗法設計實驗方案。

一、探究燃燒的條件

此實驗包含著不安全因素，若在家做必須有家長在場。

1.物質燃燒的三個條件

（D用棉花分別隨酒精和水，放到酒精燈火焰上加熱片刻，發現酒精能燃燒，水不能燃燒。此實驗說

明，燃燒的條件之一是:要有可燃物。

（2）取一小塊乒乓球碎片和濾紙碎片，分別用坨煙鉗夾住，放到酒精燈上加熱，發現兩者都能燃燒。

再從乒乓球和濾紙上各剪下一小片（同樣大小），分開放在薄銅片的兩側，加熱銅片的中部（見圖1）,很快

發現乒乓球碎片燃燒，濾紙碎片炭化。此實驗說明，燃燒的條件之一是:溫度要達到可燃物的著火點。

（3）點燃兩支完全一樣的短蠟燭，然后將燒杯罩在其中一支蠟燭上（見圖2）,很快發現被燒杯罩住的蠟

燭火焰熄滅了，而另?支蠟燭仍然正常燃燒。此實驗現象說明，燃燒的條件之一是：可燃物要與氧氣（或空

氣1接觸。

綜上可得，燃燒需要二個條件：可燃物;溫度達到著火點;與氧氣（或空氣）接觸。

圖2

2.可燃物燃燒的改進實驗

（1）借助磷探究可燃物燃燒的條件（裝置見圖3）。

,紅債

白磷-熱水

（sor）

圖3

將少許白磷和紅磷分裝于Y股管的兩個支管內，管口立即緊套一個小氣球;在盛有80℃熱水的燒杯里,

快速放入少許白磷，然后將Y形管的兩個支管伸入熱水中。很快可以看到，支管里的白磷燃燒，冒出濃厚

的白煙,小氣球膨脹，而幻.磷、熱水中的白磷均不燃燒.上述實驗現蒙說明，可燃物燃燒需要兩個條件：

與氧氣（或空氣）接觸;溫度達到著火點。

（2）借助木炭探究可燃物燃燒的條件（裝置見圖4）。

圖4

首先，向處于常溫狀態的木炭通入氧氣，木炭沒有燃燒，這說明可燃物雖與氧氣接觸，但由于溫度達

不到著火點（350℃）卻不能燃燒。然后停止通入氧氣，點燃酒精燈加熱木炭，木炭仍然不能燃燒，這說明

可燃物的溫度雖然達到了著火點，但由于缺少氧氣也不能燃燒。接下來，熄滅酒精燈（此時木炭仍然很熱），

通入氧氣，木炭立即劇烈燃燒起來，放出大量的熱，同時澄清的石灰水變渾濁。此實驗也能說明，可燃物

燃燒需要與氧氣接觸，同時溫度要達到可燃物的著火點。

二、燃燒與滅火的趣味實驗

1.魔棒點燈

主要操作：用玻璃棒蘸取固體高缽酸鉀與濃硫酸的混合物，將此混合物與酒精燈的燈芯接觸，酒精即

刻燃燒起來。

實驗原理：2KMnO4+H2SO4K2SO4+Mn2O7+H2O一放出大量的熱；

2Mn2O704MnC>2+3。2T一產生足量的氧氣；C2H5OH+3O2電暨3CO2+3H2O-酒精的溫度達

到著火點，接觸到足最的氧氣，因而燃燒起來。

2.滴水生火

主要操作:用脫脂棉包住過氧化鈉，再滴加幾滴水，脫脂棉很快燃燒起來。

實驗原理:過氧化鈉（g2。2）與水反應，不僅放出大量的熱，而且產生氧氣:2砧曲+2H?O=4NaOH+O2t。

因比，人們常用這個反應表演“滴水生火”的魔術。

3.吹氣生火

主要操作:用脫脂棉包住過氧化鈉，再向棉球中吹入二氧化碳氣體，脫脂棉很快燃燒起來。

實驗原理:過氧化鈉與二氧化碳反應，不僅放出大量的熱，而且產生氧氣：2Na202+2C0?=2Na￡（）3+（）2。

因比，人們常用這個反應表演“吹氣生火”魔術。

4.水中生火

主要操作:燒杯中盛放半杯約70℃的熱水，然后在水底放一小塊白磷;將集滿氧氣的大試管對?準白磷倒

扣在水中，水底立刻出現黃色的火苗和濃厚的白煙（見圖5）。

實驗原理:可燃物白磷接觸到了氧氣，溫度乂達到了著火點（只有40℃）,因而燃燒起來。

5.燒不壞的棉手帕

主要操作:將酒精和水按照7:3的體積比，配制成酒精溶液;將一塊棉手帕在酒精溶液中浸濕，然后點

燃,棉手帕上的酒精一會兒燒完了，而手帕完好無損。

實驗原理:雖然酒精燃燒放出大量的熱，但同時水蒸發吸熱，酒精蒸發也吸熱，棉手帕

的溫度就很難達到其著火點，也就燒不起來了。一袤

6.銅線圈滅火普

主要操作:用粗銅絲或多股銅絲繞成一個

內徑比蠟燭直徑稍小點的線圈，圈與圈之間圖6

需有一定的空隙。點燃蠟燭，把銅絲制成的

線圈從火焰上面罩下去（見圖6）,正好把蠟燭

的火焰罩在銅絲里面，這時空氣并沒有被隔

絕，可是蠟燭的火焰卻熄滅了。

實驗原理:銅具有良好的導熱能力，當銅

絲罩在燃著的蠟燭上時，大部分熱量被銅絲傳走，導致蠟燭溫度降低，當溫度低于蠟燭著火點時.，燭火就

熄滅了。

7.罩在杯下的蠟燭誰先滅

主要操作：點燃長短不同的

兩根蠟燭，然后用大燒杯罩住

（見圖7）。片刻后發現，高的

蠟燭先熄滅。

實驗原理:氣體溫度越高，

密度越小。由于蠟燭燃燒放熱，

使得燒杯內的二氧化碳氣體因溫度升高而快速上升，因而倒M燒杯的上方二氧化碳的濃度大，卜是較高的

蠟燭因缺氧而熄滅。這也告誡我們，在火場中要伏低身體，以避開高處高濃度的毒氣。

三、疑難解答

1.將蘸有酒精、水的棉花在酒精燈上長時間加熱會發生的現象

如果加熱時間較長，兩個“棉花球”都會燃燒起來。原因是蘸有酒精的棉花球因酒精燃燒放出的熱量

傳給了棉花球，使其溫度上升達到了棉花的著火點，引起棉花燃燒；蘸有水的棉花球當水分蒸發完之后，

棉花球便暴露在酒精燈的火焰中，溫度上升，且棉花球與空氣接觸，也達到了燃燒所需的三個條件，因而

棉花球燃燒起來。

2.可燃物的著火點是否能降低

著火點是可燃物燃燒所需的最低溫度，它是物質本身固有的屬性。對于固體來說，著火點的高低與表

面積大小、組織的粗細、導熱系數的大小等有關;對于液體、色體燃料，著火點高低與火焰接觸它們的情

況和外界壓強的大小等有關（如柴油機就是通過將空氣壓縮，降低柴油的著火點，達到燃燒目的的）。降溫

滅火不能說成是“降低著火點滅火”，因為一定狀態的某種可燃物，其著火點不會隨著溫度的降低而降低。

3.燃燒是否都需要氧氣

通常講的燃燒都是要有氧氣參加的，但是“任何劇烈的發光、放熱的化學反應都是燃燒”，因此有一

些燃燒就沒有氧氣參與（用其他氧化劑代替氧氣），如氫氣在氯氣中燃燒，鐵條在二氧化碳中燃燒，金屬鈉

在二氧化碳中燃燒。

另外，在有氧燃燒中，可燃物燃燒都需要一個最低氧含量，如果氧氣的體積分數低于這一濃度，燃燒

就不會發生。一些常見的可燃物燃燒需要的最低氧含量見下表：

可燃物最低氧可燃物最低氧可燃物最低輒

名稱含量/%名稱含量/%名稱含量/%

黃磷

氫氣5.9丙酮13.05.9

（白磷）

二硫大量

乙塊3.710.58.0

化碳喝花

乙健12.0汽油14.4蠟燭16.0

乙醇15.0煤油15.0木炭14.0

讀表還可知，任何可燃物在有限的空間里燃燒時，當氧氣的體枳分數降低到“最低氧含量”以下時,

燃燒都會自行停止。可燃物在有限空間里燃燒時，也無法耗盡氧氣。

四、例題導學

【例題】（2017?江西）圖8是“燃燒的條件”實驗活動的部分操作示意圖。

藺酒精啾的

連紙碎序乒序球碎片

?，餐上，■銅片―

AB藤0

實驗一實驗二實驗三

圖8

（1）儀器①的名稱為。

（2）實驗一加熱片刻觀察到八中棉球上的酒精燃燒產生藍色火焰，B中棉球上的水不燃燒，由此得出燃

燒的條件之一是。

（3）實驗二觀察到先燃燒的物質是;若將銅片上的物質換成等量的木屑和燥粉進行實驗，觀

察到木屑先燃燒，說明木屑的著火點比煤粉

（4）實驗三將燃著的蠟燭放在圖示的密閉容器中，同時用氧氣傳感器測出密閉容器中氧氣含量的變化

如圖9所示。下列說法錯誤的是（填字母）。

A.蠟燭燃燒需要氧氣

B蠟燭燃燒前，密閉容器

中氧氣的體積分數為21%

C.蠟燭熄滅后，密閉容器中還有氯氣

D.蠟燭熄滅后，密閉容器中的二氧化碳體

積分數為84%

【解析】（1）儀器①是酒精燈。（2）實驗一中，

酒精燃燒而水不燃燒，說明燃燒需要可燃物。

⑶實驗二中，因為乒乓球碎片的著火點低于濾紙碎片，所以觀察到先燃燒的物質是乒乓球碎片。當利用

木屑和煤粉進行燃燒實驗時，由于木屑先燃燒，說明木屑的著火點比煤粉低。（4）讀圖可知，蠟燭在密閉

容器里燃燒時，其中氧氣的體積分數由2設逐漸降低至16樂并保持16%不變（任何燃燒不可能耗盡氯氣）。

以上信息說明，蟒燭燃燒需要氧氣，A項說法正確;蠟燭燃燒前，密閉容器中氧氣的體積分數為21%,B項說

法正確;蠟燭熄滅后，密閉容器中還有氧氣，C項說法正確;但不能說明“蠟燭熄滅后，密閉容器中的二氧

化限體積分數為84%”，因為此時密閉容器里剩余氣體還有氧氣、氮氣等，因此二氧化碳氣體的體積分數不

可能高達84%（肯定高于Q03%）,D項說法錯誤。

【答案】（1）酒精燈⑵燃燒需要可燃物（3）乒乓球碎片低（4）D

五、對點訓練

1.（2017-徐州）下列關于燃燒與滅火的解釋，不合理的是（）

A.糧庫失火用水澆滅一降低了可燃物的著火點

B.撲滅森林火災時開辟隔離帶一清除和隔離了可燃物

C.用扇子扇煤爐，爐火越扇越旺一提供充足的氧氣

D.圖書檔案起火，用二氧化碳撲滅一隔絕氧氣

2.（2016?漳州）運用圖10所示裝置探究可燃物的燃燒條件，下列說法錯誤的是（）

A.①②現象對比，說明溫度達到可燃物的①良磷零1磷一

、//薄銅片

著火點是燃燒條件之一CyTTTT7Tr3^

B.①③現象對比，說明有氧氣參與是燃燒（熱水

條件之一唇荽霆I③白磷

C.白磷的著火點低于80℃

圖10

D.熱水只起到加熱作用

3.（2016?綏化）下列滅火方法中，利用“降低溫度到著火點以下”這一原理的是（）

A.炒菜時油鍋中的油不慎著火，可用鍋蓋蓋滅

B.堆放雜物的紙箱著火時，可用水澆滅

C.撲滅森林火災時，將大火蔓延路線前的一片樹木砍掉

D.熄滅酒精燈時，用燈帽蓋滅

4.（2016?鹽城）圖11是探究燃燒條件的實驗裝置。有關該實驗的說法不正確的是（）

A.只有左側試管中的紅磷能燃燒

B.只有右側試管中的白磷能燃燒紅磷

C.磷燃燒的反應屬「氧化反應

D.燒堿溶液的作用是吸收燃燒產物，減輕污染

圖11圖12

5.（2017?臨沂）己知:石蠟的著火點約為190C,蠟燭的火焰由氣態石蠟燃燒形成。如圖12所示，在

溫度計示數為280c以上時，快速推動活塞，會觀察到蠟燭立即熄滅。蠟燭熄滅的主要原因是（填

字母）。

A.移走可燃物

B.隔絕氧氣

C.降低溫度至著火點以下

6.（2017?溫州）為了研究匕燃物的燃燒條件，某興趣小組同學用圖13所示裝置進行了實驗（白磷、

紅璘均不超過綠豆大小，錐形瓶中的白磷A與紅磷C盡量拉開距離）。白磷的著火點為40℃,紅磷的著火

點為240匕。

圖13

（D寫出錐形瓶中發生的實驗現象:

(2)結合本實驗目的，寫出燒杯中70℃熱水的作用:

1.A2.D3.B4.A5.A

6.(1)白磷A劇烈燃燒，產生大量白煙，溫度計示數升高

(2)使白磷B隔絕空氣;使溫度達到白磷著火點

《氧氣的實驗室制取與性質》專題復習

本實驗旨在引導同學們學習組裝實驗室制取氧氣的實驗裝置，并能制取和收集氧氣;通過木炭、鐵絲、

蠟燭分別在氧氣中燃燒的實驗，認識氧氣的化學性質。

一、氧氣的制取

1.實驗原理

為了學習和鞏固更多的實驗技能，“基礎實驗”中多采用操作難度相對較大的“加熱高鎰酸鉀制取氧

氣”的方法，有關的化學方程式是2KMnO44KWnOjMnOz+C^T。

2.實驗裝置

加熱高鎰酸鉀制氧氣時，發生裝置選圖1中的B裝置，收集裝置選圖1中的C或D裝置（若要收集干

燥的氧氣則選用I）裝置，若要收集高純度的氧氣則選用C裝置）。

上任遍河

ABCDE

圖1

3.實驗步驟

（D檢查裝置氣密性。

常用手捂加熱法檢查，先把導管口浸沒在水中（形成密閉系統），再用手心給試管加熱（系統內壓強因

氣體的溫度升高而增大），若導管口冒氣泡，則裝置不漏氣。也可用鼓氣法、抽氣法檢查裝置是否漏氣。

（2）將藥品裝入試管。

用藥匙把藥品送入試管里（操作要點是“一斜、二送、三直立”），并平鋪在試管底部（以增大藥品的

受熱面）；在裝好藥品后，還要在靠近試管口處放一團棉花，以防止KMnOi粉末在受熱時進入導管。

（3）固定氣體發生裝置。

用鐵夾固定試管時，應夾在距試管口1/3處（見圖2）。若夾持點離試管口較近，易造成式管脫落;若

夾持點離試管口較遠，則鐵夾離受熱部位較近，易造成試管破裂。試管口還要梢微向卜傾斜，以防止為品

中的冷凝水倒流，使試管炸裂。

圖2

（4）點燃酒精燈加熱試管。

點燃酒精燈后，要先預熱試管;然后先加熱離試管口近的藥品，再逐漸向試管底方向加熱藥品，這樣

既可以防止固體粉末隨氣流沖向試管口，又便于控制氧氣放出的速率。

（5）收集氧氣。

若用向上排空氣法收集氧氣，導管口一定要插到接近瓶底的位置，否則集氣瓶里的空氣排不盡。用向

上排空氣法收集的氧氣不夠純凈.而且氧氣何時集滿也不能直觀地看見，必須通過驗滿操作;把帶火星的

木條放在集氣瓶口，看木條是否復燃）才能知道，不過，用向上排空氣法收集的氧氣干燥，旦操作簡單。

我們多用排水法收集氧氣，因為排水法收集的氣體更為純凈，而且能夠直觀地看到氣體何時集滿。使用排

水法收集氧氣時，集氣裝置在加熱藥品之前就應準備好，即把集氣瓶盛滿水，用玻璃片蓋住瓶口的一小部

分，隨后推動玻璃片把瓶口全部蓋住（注意不要讓瓶口水面處留有氣泡），然后把盛滿水的瓶子連同玻璃片

一起倒立在水槽內。加熱藥品后，先冒出的是空氣，不宜收集，等到氣泡連續均勻地冒出時才能把導管口

放在集氣瓶口。等集氣瓶里水排完了（看到氣泡從瓶口冒出），就說明氧氣集滿了，此時在水下用玻璃片蓋

住瓶口，小心地把瓶子移出水槽，正立在桌面上。

（6）將導管撤離水槽。

若用排水法收集氧氣，停止制氣時一定要先把導氣管從水槽中拿出，再停止加熱。若先停止加熱，試

管內溫度降低，壓強隨之減小，水槽里的水就會在大氣壓的作用下沿導管倒流，使熾熱的試管炸裂。

（7）熄滅酒精燈。

熄滅酒精燈不能用嘴吹（以防失火），應用燈帽蓋滅。實驗完畢，還要從右向左、自上而下拆開裝置，

并洗刷、整理儀器。

以上7步操作，可用7個字來概括:查、裝、定、點、收、離、熄（各標題中加點的字），棄用諧音“茶

莊定點收利息”來加深記憶。

二、氧氣的化學性質

氧氣具有支持燃燒的性質，通常稱之為氧化性。

1.木炭在氧氣中燃燒的實驗

（1）實驗操作。

用增禍鉗夾取一小塊木炭，在酒精燈上加熱到發紅，再將木炭緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中。有關的

C+O^^COo

化學方程式:22

（2）實驗現象。

木炭在氧氣中燃燒發出白色的光（不是火焰），放出大量的熱，生成的無色氣體能使澄清的石灰水變渾

濁,

(3)注意事項。

要使木炭由上而下緩慢插人氧氣瓶中，以確保氧氣被充分利用；若快速插入，則二氧化碳熱氣流上升

會將上方的氧氣排出，致使木炭燃燒的時間過短。

(4)改進裝置。

課本實驗中，由于集氣瓶內氧氣的量有限且不能及時補充，因而木炭劇烈燃燒的時間很短，甚至難以

劇烈燃燒。如果利用圖4改進裝置進行實驗，則可以揚長避短。只要注入適量的過氧化氫溶液，錐形瓶里

便會立刻產生氧氣；然后將紅熱的木炭伸入彎曲的長頸漏斗口，木炭即刻劇烈燃燒，發出白光。并且，只

要過氧化氫溶液持續加入，木炭劇烈燃燒的時間就比較長。

2.鐵絲在氧氣中燃燒的實驗

(1)實驗操作。

將一根細鐵絲繞成螺旋狀，并在鐵絲末端系一根火柴；在酒精燈上點燃火柴，待火柴快要燃盡時，將

細鐵絲緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中。有關的化學方程式：3Fe+2O2-Fe3O4o

(2)實驗現象。

鐵絲劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱。

(3)注意事項。

集氣瓶底部要預先裝入少量細沙或水，以防燃燒產生的高溫固體濺落下來炸裂瓶底。鐵絲要繞成螺旋

狀，以增大鐵絲與氧氣的接觸面積，且減少熱量散失，使鐵絲更易被引燃。另外，為了延長燃燒時間，最

好使用規格為250niL的集氣瓶。

(4)改進裝置。

改進I：利用過氧化氫溶液快速制取氧氣，將氧氣通入底部有水的半截塑料瓶里;將鐵絲前端的火柴引

燃后，立即伸入塑料瓶內，并對準玻璃管口正上方(見圖5)。氧氣無需提前制備和收集，操作更方便;塑料

瓶代替集氣瓶，不會炸裂，更安全;裝置集氧氣制取、干燥和性質驗證于一體，實驗更加優化。

圖5

改進I【：增氧酒精燈是在普通酒精燈的燈芯座中間加?個導氣管（增氧孔），使用時將氧氣源源不斷地

通入增氧孔。點燃增氧酒精燈，酒精劇烈燃燒，火焰發白，放出大量的熱。利用增氧酒精燈，只需將鐵絲

直接放在火焰中間，鐵絲就能持續不斷地劇烈燃燒（見圖6）一鐵絲的溫度容易達到其燃點，巨鐵絲周圍充

滿氧氣。

圖6

三、疑難解答

1.加熱高缽酸鉀得到的氧氣量大于理論值的原因

加熱高鋅酸鉀至200℃時，即可發生分解：2KMnOjAKzMnO’+MnOz+OzT,該反應氧氣的產率

32

約為——xl00%=10.13%,而實際上氧氣的產率能達到13%~19樂這主要有兩個原因:一是溫度高（300℃

316

以上）的情況下，高鋅酸鉀分解徹底：6KMnO4=2K2MnO4+K2Mn4Ox+4O2T,

KMnO49KMnO/C^T；二是在溫度高時，高鎘酸鉀受熱分解的產物KMiO,還會繼續分解，放出氧氣。

2.實驗室制得氧氣不純的原因

所得氧氣不純的原因主要有:沒有等到裝置中的空氣排盡，就開始收集氧氣;采用排水法集氣時，集氣

瓶中沒有裝滿水，留有空氣泡;收集完氣體后，玻璃片與集氣瓶口之間密封不好等。

3.鐵絲燃燒時火星四射的原因

做實驗使用的多是細鋼絲，其中含有極少量的碳，這些碳在鐵絲燃燒時也會燃燒，且生成二氧化碳氣

體，包裹在液態鐵中的二氧化碳氣泡會迅速瞰脹，從而使鐵及其氧化物向四周飛濺，于是便看到火星四射

的現象。

4.鐵絲燃燒的產物不是Fe。或FeO的原因

鐵的氧化物有三種：Fe3（kFe2（h和FeO,而在自然界中鐵的氧化物僅有Fe：,0」和FezOi這兩種，因為FeO

極易被氧化為履2。3；再者，由于鐵絲在氧氣中燃燒時能產生1500℃的高溫，而小2。3在1400℃時就會分解

為Fe。,。因此，鐵絲在氧氣里燃燒的產物很少有紅棕色的FezO,幾乎都是黑色的Fe。1。

5.鐵絲燃燒濺落下來的黑色物質中有沒有鐵

鐵絲在氧氣中燃燒時能產生1500C的高溫，而在這一溫度下鐵已熔化，因此受重力的作用，熔化的鐵

會與生成的FeQ一起濺落下來。如果將黑色熔化物冷卻、研碎，再滴加稀硫酸或稀鹽酸，就會產生氣泡,

這一實驗現象充分說明，鐵絲燃燒濺落下來的黑色物質中含有鐵。

四、例題導學

【例題】（2017?溫州）在用氯酸鉀和二氯化缽的混合物制取氧氣實驗后，為了進一步探究二氧化缽的

用量對氯酸鉀分解速度的影響，小明用圖7裝置，以及實驗室提供的實驗所需藥品和器材進行實驗。老師

對實驗的建議：

圖7

①每組實驗氯酸鉀用量可取4克，二氧化缽質量不宜超過2克。

②實驗應設計4組。

（1）結合老師建議，補充完整實驗步驟①之后的其他步驟。

①檢查裝置氣密性；

（2）實驗結束后，小明回收了二氧化錦。如果要證明二氧化鋅是氯酸鉀分解的催化劑，還需驗證二氧

化猛的保持不變。

【解析】（1）這4組實驗的設計，既要考慮變量的控制，又要觀察產生氧氣的速率，還要記錄、分析

實驗數據。據此，不難設計出如下操作步驟:②取4g氯酸鉀與0.5g二氧化鋅，均勻混合后加入試管中，

按組連接好實驗裝置;③加熱試管，用秒表記錄量筒中收集一定體積氧氣所需的時間;④換用3支相同的試

管，各加入4g氯酸鉀，并分別與1g、1.5g、2g二氧化缽均勻混合，用相同裝置重復步驟②③;⑤比較

實給記錄的4次時間大小，判斷氯酸鉀的分解速率與二氧化鎰用量的關系。（2）若要證明二氧化鋅是氯酸

鉀分解的催化劑，還需驗證二氧化鎰的質量和化學性質在反應前后沒有發生改變。

【答案】（1）②取4g氯酸鉀與0.5g二氧化鐳，均勻混合后加入試管中，連接好裝置;③開始加熱試

管，用秒表記錄量筒收集一定體積氯氣的時間;④換用3支相同的試管，各加入4g氯酸鉀，分別與1g、

1.5g、2g二氧化鋅均勻混合，用相同裝置重復步驟②③;⑤比較實驗記錄的4次時間大小，判斷氯酸鉀

的分解速率與二氧化鎰用量的關系（2）質量和化學性質

五、對點訓練

1.（2016?黃石）下列關于催化劑的說法正確的是（）

A.催化劑必定加快反應速率

B.反應前后催化劑的化學性質通常會發生改變

C.在釀造工業和制藥工業，一般都要用酶作催化劑

I）.用氯酸鉀制取氧氣時，加入催化劑可使生成氧氣的質量博加

2.（2016?邵陽）在進行“僦氣的實驗室制取與性質”實驗時，某同學制得的氧氣不純。你認為可能

的原因是（）

A.用排水法收集0?時:集氣瓶裝滿水

B.用向上排空氣法收集02時，導管伸到接近瓶底的位置

C.用排水法收集時，導管口冒出氣泡，立即收集

D.用排水法收集收集滿后，在水下蓋上玻璃片

3.（2016?麗水）以下是用雙氧水制取一瓶氧氣的主要步驟，其中操作錯誤的是（）

A.放入藥品B.收集氣體C.檢查裝置氣密性D.驗滿

4.（2016?天津）下列說法中正確的是（）

A.紅磷在氧氣中能燃燒，在空氣中不能燃燒

B.硫在氧氣中燃燒后生成有刺激性氣味的氣體

C.鎂條在氧氣中燃燒時，火星四射，生成黑色固體

D.木炭伸入盛有氧氣的集氣瓶中劇烈燃燒，發出白光

5.（2017?寧波）根據氯氣的制取和性質的相關知識，回答下列問題：

（1）圖甲裝置中二氧化缽的作用是。

（2）要獲得一瓶干燥的氧氣，圖甲裝置中

導管的連接順序為a-o

（3）下列關于硫燃燒實驗（見圖乙）的相關描述，合理的有（填序號）。

①硫在空氣中燃燒產生淡藍色火焰

②硫燃燒是劇烈氧化的現象

③硫在空氣和氧氣中燃燒的產物不同

④集氣瓶底部留有水可以減少燃燒產物對空氣的污染

6.(2017?常州模擬)實驗I:實驗室制02o

【實驗裝置】

如圖9所示。

【實驗步驟】

①檢查裝置氣密性。

②向錐形瓶中加入MnO2,塞緊帶導管和儀器A的雙孔橡皮塞;關閉活塞C,向A中添加雙氧水，塞上塞

子B;將導管放入底部有少量黃沙的集氣瓶中，蓋上毛玻璃片。

③，控制活塞3逐滴滴加雙氧水，收集S并驗滿。

(D寫出儀器A的名稱:o

(2)步驟①中，檢查裝置氣密性的方法是。

(3)步驟②中，塞緊雙孔橡皮塞的方法是,

(4)步驟③中，驗滿的方法是o

(5)若用圖10所示裝置收集則0?由(填“a”或"b”)端通入。

(6)下列關于本實驗的敘述中，錯誤的是(填字母)。

A.為了快速獲得5,雙氧水的濃度越大越好

B.在橡皮管上增加止水夾，可控制反應的開始與停止

C.在裝置【、II間增加裝有生石灰的U形管，可制得干燥&

實驗II:鐵絲在Oz中燃燒。

(1)該反應的化學方程式為。

(2)該反應的現象:放熱，火星四射，生成色固體。

(3)實驗表明：改用加熱KMnOi制取，并用向上排空氣法收集的。2進行本實驗，成功率更高，原因可能

是o

7.(2017?上海模擬)某興趣小組同學對實驗室制備氧氣的條件進行如下探究實驗：

(1)為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速度的影響，甲設計以下對比實驗：

I.將3.0gKCIO3與1.0gMnQ均勻混合加熱。

H.將xgKCh與1.0gCuO均勻混合加熱。

在相同溫度下，比較兩組實驗產生0?的快慢。

I中反應的化學方程式是；H中x的值應為

(2)乙探究了影響雙氧水分解速度的某種因素。實驗數據記錄如下：

②實驗結論:在相同條件下，