第3講 氧氣的性質(zhì)與制取

提分導(dǎo)練

提分點一 氧氣化學(xué)性質(zhì)的正誤判斷

【例1】（中考·云南）下列實驗現(xiàn)象描述正確的是（　）。

A.硫在氧氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰

B.磷在空氣中燃燒產(chǎn)生大量白煙

C.木炭在空氣中燃燒發(fā)出白光

D.鐵絲在氧氣中燃燒，火星四射，生成四氧化三鐵

提示：硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，產(chǎn)生一種具有刺激性氣味的氣體，A錯誤；木炭在空氣中燃燒發(fā)出紅光，放出熱量，C錯誤；鐵絲在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵是實驗結(jié)論而不是實驗現(xiàn)象，D錯誤。

答案：B

【類題訓(xùn)練】

1．（中考·鹽城）下列物質(zhì)在氧氣中燃燒，對其實驗現(xiàn)象的描述與事實不符的是（　）。

A.紅磷：產(chǎn)生大量白霧

B.硫：發(fā)出明亮的藍紫色火焰

C.鎂條：發(fā)出耀眼白光

D.細鐵絲：火星四射，生成黑色固體

2．（中考·德州）下列有關(guān)氧氣的描述正確的是（　）。

A.氧氣參與燃燒是高能燃料

B.氧氣能使帶火星木條復(fù)燃

C.紅磷與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生濃厚白霧

D.低溫下氧氣可以變成無色液體

3．（中考·北部灣四市）下列有關(guān)氧氣的說法，錯誤的是（　）。

A.氧氣能支持燃燒

B.細鐵絲在氧氣中燃燒，生成氧化鐵

C.在通常狀況下，氧氣的密度比空氣大

D.氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能跟許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)

提分點二 氧氣化學(xué)性質(zhì)的實驗探究

【例2】 （期中·牡丹江）某同學(xué)測試各種物質(zhì)在純凈的氧氣中燃燒的實驗如圖3-1所示。

（1）準(zhǔn)備實驗：用玻璃片蓋住收集滿氧氣的集氣瓶時，應(yīng)該用玻璃片的________（選填“光滑面”或“磨砂面”）與集氣瓶口接觸。

（2）進行實驗：為了使各物質(zhì)與氧氣完全反應(yīng)，操作方法是______；為了檢驗?zāi)咎咳紵龝r的生成物，應(yīng)進行的操作是______；圖示實驗中，有火焰產(chǎn)生的是______（選填實驗編號）。

（3）分析與表達：①所示實驗中有錯誤的是______（選填實驗編號）；

②圖示三個實驗的共同特點之一是______。

提示：（1）為了防止氣體泄漏，集氣瓶口上方和配套的玻璃片都要用磨砂面接觸。（2）為了使可燃物能與氧氣充分反應(yīng)，要將各物質(zhì)自上而下緩慢伸入集氣瓶中；木炭在氧氣中燃燒生成的氣體能使澄清石灰水變渾濁；硫在氧氣中燃燒時產(chǎn)生火焰，而木炭和鐵絲在氧氣中燃燒時只發(fā)出光或火星。（3）做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時，為了防止濺落的高溫熔融物使瓶底受熱不均而炸裂，集氣瓶中要注入少量水或墊上一層細沙；為了防止硫燃燒生成的有毒氣體污染空氣，集氣瓶中要注入少量水；三個反應(yīng)的共同點很多，如都屬于化合反應(yīng)，都是氧化反應(yīng)，都會放熱，條件都是點燃，都有氧氣參加反應(yīng)等。

答案：（1）磨砂面（2）將各物質(zhì)自上而下緩慢伸入集氣瓶中倒入少量的澄清石灰水B（3）B、C都屬于化合反應(yīng)（或都是氧化反應(yīng)，或都會放熱，或條件都是點燃，或都有氧氣參加反應(yīng)）

【類題訓(xùn)練】

4．（模考·廣州）如圖3-2所示，根據(jù)對木炭、硫、鐵絲在氧氣中燃燒的實驗的回憶，按要求回答問題。

（1）硫在氧氣中燃燒的現(xiàn)象為______________________________。

（2）做鐵絲在氧氣中燃燒實驗時，如果沒有預(yù)先在集氣瓶內(nèi)裝少量的水或細沙子，可能產(chǎn)生的后果是__________，該反應(yīng)的文字表達式為____________________。

（3）在這三個實驗中，氧氣提供氧，具有__________性。

5．（中考節(jié)選·佛山）氧氣的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，能支持燃燒。圖3-3所示的是木炭在氧氣中燃燒的實驗示意圖，對該實驗進行分析并回答。

（1）①圖中儀器a的名稱是__________。

（2）②圖熄滅酒精燈的操作是______________________________。

（3）③圖中木炭在氧氣里燃燒比在空氣里燃燒要劇烈，說明了__________________。

（4）④圖在整個實驗設(shè)計中的意圖是______。

提分點三 氧氣的實驗室制法

【例3】 （中考·德州）實驗室中分別用高錳酸鉀、過氧化氫、氯酸鉀制取比較純凈的氧氣。請你按照要求回答問題：

（1）結(jié)合圖3-4所提供裝置完成下列表格。

（2）請結(jié)合圖3-4回答問題：

①寫出甲、乙所指儀器名稱：甲______；乙______；

②用過氧化氫制氧氣的裝置與其他兩種方法的裝置相比具有的優(yōu)點______，______（寫出兩條）；

③若用如圖3-5裝置收集一瓶氧氣，氣體應(yīng)從______（填a或b）端進入集氣瓶。

提示：（1）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水與氧氣，發(fā)生裝置應(yīng)該選用固體與液體常溫下反應(yīng)制取氣體的B裝置，制取比較純凈的氧氣應(yīng)該用排水法收集；氯酸鉀在二氧化錳作催化劑且加熱的條件下生成氯化鉀與氧氣。（2）結(jié)合裝置圖可以判斷甲是酒精燈，乙是集氣瓶；用過氧化氫制取氧氣是在常溫下進行，反應(yīng)物可從長頸漏斗隨時添加，所以與其他兩種方法的裝置比較，具有可隨時添加液體藥品、操作簡單及節(jié)能安全等優(yōu)點。集氣瓶中裝滿水，用排水法收集氧氣時，氣體應(yīng)從短導(dǎo)管通入，水從長導(dǎo)管排水。

答案：（1）A、D；過氧化氫水+氧氣B、D；氯酸鉀氯化鉀+氧氣（2）①酒精燈 集氣瓶 ②不需加熱；操作簡單 ③b

【類題訓(xùn)練】

6．（中考·泰安）實驗室制取氣體選擇收集方法時，下列氣體性質(zhì)不需考慮的是（　）。

A.密度

B.可燃性

C.溶解性

D.能否與水反應(yīng)

7．（模考·張家口）圖3-6所示為制取氧氣裝置圖，實驗室制取氧氣，下列說法錯誤的是（　）。

A.裝置①可用于加熱高錳酸鉀固體制取氧氣

B.裝置②可用于過氧化氫溶液制取氧氣

C.裝置③可用于收集氧氣

D.裝置④可用于收集氧氣

8．（中考·內(nèi)江）圖3-7甲所示為實驗室制取某些氣體的裝置圖：

（1）寫出圖中標(biāo)有序號的儀器名稱：①______；②______。

（2）實驗室若選用A裝置來制取氧氣，通常是先將二氧化錳加入錐形瓶中，然后通過長頸漏斗加入一定量的雙氧水（過氧化氫），其中二氧化錳的作用是______，發(fā)生反應(yīng)的文字表達式為____________；該實驗過程中擬通過調(diào)節(jié)雙氧水加入的量來控制反應(yīng)速率，可將長頸漏斗改為____________；若用C裝置來收集氧氣，則檢驗氧氣集滿的方法是____________。

（3）B裝置可用于實驗室制取氨氣（常用固體氯化銨和氫氧化鈣的混合物在加熱的條件下反應(yīng)）。已知通常情況下氨氣是一種無色有特殊刺激性氣味的氣體，極易溶解于水，密度比空氣小。則上述裝置中，不能用于收集氨氣的裝置是__________，若用E裝置收集氨氣，氣體應(yīng)從__________端（填a或b）進入。

（4）若將氨氣溶于水制備氨水，不能將通氨氣的導(dǎo)管直接插入盛水的燒杯中，應(yīng)在導(dǎo)管的前沿倒接一個漏斗，如乙圖所示。這樣做的目的是____________________。

提分點四 化合反應(yīng)及氧化反應(yīng)的區(qū)分

【例4】（模考·武漢）下列反應(yīng)中，既屬于氧化反應(yīng)又屬于化合反應(yīng)的是（　）。

A.高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。

B.磷+氧氣五氧化二磷

C.酒精+氧氣二氧化碳+水D.蠟燭+氧氣二氧化碳+水

提示：有氧氣參加的反應(yīng)一定屬于氧化反應(yīng)，即反應(yīng)B、C、D屬于氧化反應(yīng)；化合反應(yīng)的特點是：反應(yīng)物有兩種或兩種以上，而生成物只有一種，只有反應(yīng)B具有此特點。

答案：B

【類題訓(xùn)練】

9．（模考·南京）對知識的歸納與整理是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，現(xiàn)有四個反應(yīng)的文字表達式：

①硫+氧氣二氧化硫

②碳+氧氣二氧化碳

③鐵+氧氣四氧化三鐵

④銅+氧氣+水+二氧化碳-→堿式碳酸銅

（1）從反應(yīng)物和生成物的種類看，它們的共同點是____________，這類反應(yīng)屬于______反應(yīng)，再寫一個符合這個特點的化學(xué)反應(yīng)文字表達式____________。

（2）天然氣的主要成分是甲烷，它燃燒的文字表達式為：甲烷+氧氣二氧化碳+水，該反應(yīng)與上述四個反應(yīng)既有相同點也有不同點，相同點是____________，不同點是____________，它們可以歸為一類反應(yīng)，即______。

提分點五 催化劑與催化作用的正誤判斷

【例5】（中考·荊州）關(guān)于催化劑的下列說法中，正確的是（　）。

A.化學(xué)反應(yīng)后催化劑本身的質(zhì)量減少

B.化學(xué)反應(yīng)后催化劑本身的質(zhì)量增加

C.催化劑可改變化學(xué)反應(yīng)速率

D.化學(xué)反應(yīng)后催化劑的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化

提示：化學(xué)反應(yīng)后催化劑本身的質(zhì)量不變，A、B錯誤；催化劑可改變化學(xué)反應(yīng)速率，C正確；化學(xué)反應(yīng)后催化劑的化學(xué)性質(zhì)不變，D錯誤。

答案：C

【類題訓(xùn)練】

10．（中考·三明）某課外小組取“紅色”水，加入適量納米二氧化鈦，進行“污水變純凈水”的趣味實驗。納米二氧化鈦是一種新型材料，在可見光下能促使有色物質(zhì)降解為水和二氧化碳。據(jù)此推測，納米二氧化鈦在污水處理中可作（　）。

A.吸附劑

B.絮凝劑

C.消毒劑

D.催化劑

11．（中考·襄陽）下列關(guān)于催化劑的說法正確的是（　）。

A.化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量不變

B.化學(xué)反應(yīng)前后催化劑的性質(zhì)不變

C.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)速率

D.沒有催化劑化學(xué)反應(yīng)不能發(fā)生

提分點六 催化劑的實驗探究

【例6】（中考·廣東）學(xué)習(xí)了MnO2對過氧化氫分解有催化作用的知識后，某同學(xué)想：CuO能否起到類似MnO2的催化劑作用呢？于是進行了以下探究。

【猜想】Ⅰ.CuO不是催化劑，也不參與反應(yīng)，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；

Ⅱ.CuO參與反應(yīng)產(chǎn)生O2，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了改變；

Ⅲ.CuO是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)前后________。

【實驗】用天平稱量0.2gCuO，取5mL 5%的過氧化氫溶液于試管中，進行如圖3-9所示的實驗。

（1）填寫下表：

（2）步驟①的目的是____________。

（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的文字表達式為__________________。

提示：【猜想】根據(jù)催化劑的概念，可猜想CuO的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變。

【實驗】（1）因反應(yīng)中加入了CuO，過氧化氫分解速率加快，故步驟③產(chǎn)生了氣泡，而CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后不變，故步驟⑥稱量的CuO質(zhì)量仍為0.2g，CuO的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變，仍對過氧化氫的分解起催化作用，故步驟⑦中會有大量氣體產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃。（2）步驟①的目的是與步驟③作對比。（3）過濾操作中還需要的儀器是玻璃棒。（4）過氧化氫在以CuO作催化劑的條件下分解生成水和氧氣，據(jù)此可寫出反應(yīng)的文字表達式。

答案：【猜想】質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變【實驗】（1）溶液中放出氣泡0.2g帶火星的木條復(fù)燃（2）和步驟③作對比，證明加入CuO后放出氧氣的速率加快（3）玻璃棒（4）+氧氣

【類題訓(xùn)練】

12．（期末·秦皇島）如圖3-10所示，小云通過探究發(fā)現(xiàn)，氯酸鉀與氧化銅（CuO）、氧化鐵（Fe2O3）混合加熱，也能較快產(chǎn)生氧氣，于是進行探究。

【查閱資料】氯酸鉀的熔點為356℃，常溫下穩(wěn)定，在400℃以上則分解產(chǎn)生氧氣。酒精燈加熱溫度為400～500℃。

【提出猜想】除MnO2、CuO外，F(xiàn)e2O3也可以作氯酸鉀分解的催化劑。

【完成實驗】按下表進行實驗并測定分解溫度。

【分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論】

（1）實驗3的化學(xué)反應(yīng)式：__________。

（2）小云從甲圖中選擇該實驗的最佳發(fā)生裝置是__________。

（3）實驗4中x的值應(yīng)為__________，由實驗__________與實驗4對比，證明猜想合理。

（4）通過實驗測得的數(shù)據(jù)，小云繪出了部分乙圖，請幫她完成該圖。

【結(jié)論】通過該實驗探究，得到的結(jié)論有______（填序號）。

A.催化劑可降低反應(yīng)溫度

B.二氧化錳只能催化氯酸鉀的分解

C.催化劑的質(zhì)量和性質(zhì)在反應(yīng)前后不變

D.催化劑可改變產(chǎn)物的質(zhì)量

E.三種催化劑中，二氧化錳對氯酸鉀分解催化效果最好