2017届中考化学一轮复习 第2课时 氧气学案

第2课时 氧气【复习目标】1、 了解氧气的性质、用途；2、 掌握氧气的实验室制法，知道氧气的工业制法；3、 知道氧化反应、缓慢氧化【课时安排】教学安排：1课时【复习重点和难点】1、了解氧气的性质、用途；2、掌握氧气的实验室制法，知道氧气的工业制法；【学习过程】一、 知识梳理 考点一：氧气的性质、用途【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。氧气与常见物质发生的反应物质反应现象化学方程式（表达式）磷产生大量白烟、放热4P+5O22P2O5木炭 木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；木炭在氧气中剧烈燃烧，并发出白光 放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C+O2CO2硫 在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰 放热、生成有刺激性气味的气体S+ O2SO2氢气 纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰 放热、生成能使无水硫酸铜变蓝的液体2H2+O22H2O铁铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4铝铝在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体4Al+3O22Al2O3铝在空气中与氧气反应，表面形成致密的氧化膜4Al+3O2=2Al2O3镁镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光、放热、生成白色粉末2Mg+O22MgO铜红色的固体逐渐变成黑色2Cu+O22CuO汞银白色液体逐渐变成红色2Hg+O22HgO一氧化碳产生蓝色火焰，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO+O22CO2蜡烛火焰发出白光，放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体石蜡氧气水二氧化碳探究实验木炭燃烧实验【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛有集气瓶的氧气中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊。【化学方程式】C+O2CO2【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因：为了保证有充足的氧气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭，确保实验成功。硫燃烧实验【实验操作】在燃烧匙里放少量硫，在酒精灯上点燃，然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成一种有刺激性气味的气体。【化学方程式】S+ O2SO2【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液，可以吸收有毒的二氧化硫，防止造成空气污染。细铁丝在氧气中燃烧的实验【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。【化学方程式】3Fe+2O2Fe3O4【注意事项】 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。 将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。 把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。 待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应。 集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。考点二：氧气的制取气体制取装置1、气体发生装置：加热固体制备气体的装置（见上图）反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口1/3处。药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长，不利于气体排出。停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。选择装置时，要选择带有橡皮塞的弯管。固液混合在常温下反应制备气体的装置反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。装置(a)的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。装置(b)的特点：便于随时添加药品。装置(c)的特点：可以控制反应速率。如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。使用分液漏斗时无需考虑这个问题。选择装置时，要选择带有橡皮塞的直管。(a)装置使用单孔橡皮塞，(b)(c)(d)装置使用双孔橡皮塞。固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。气体收集装置排水法收集气体的装置适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。注意事项：集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。在气泡连续均匀放出之前，导气管管口不应伸入到集气瓶口。如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。向上排空气法收集气体的装置适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。向下排空气法收集气体的装置适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。导气管属于发生装置。把导气管画在收集装置中，是为了更好地说明问题。实验室制取氧气1、加热高锰酸钾制取氧气反应原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2发生装置：由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。步骤： 查：检查装置的气密性。 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。 定：将试管固定在铁架台上。 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。 移：把导管移出水槽。 熄：熄灭酒精灯。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。注意事项：停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。棉花不要离高锰酸钾太近，否则会导致发生装置爆炸。2、分解过氧化氢溶液制取氧气反应原理：2H2O22H2O+O2（催化剂可换成硫酸铜溶液）发生装置：由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。收集装置：由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气！因为加热过氧化氢溶液时，过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出，水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。3、氯酸钾制取氧气反应原理：2KClO32KCl+3O2发生装置和收集装置：和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。验满：（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。检验：将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。催化剂在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。氧气的工业制法实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。空气中约含21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。第一种制法（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。第二种制法：利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。考点三：氧化反应氧化反应氧化反应：物质跟氧发生的反应属于氧化反应。它不属于基本反应类型。氧化还原反应与四大基本反应的关系：氧化反应复分解反应置换反应化合反应分解反应氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。剧烈氧化会发光、放热，如燃烧、爆炸；缓慢氧化放热较少，但不会发光，如动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。二、题型、方法归纳：本课题是中考必考内容，主要考查：氧气的性质和制法及有关实验现象的分析和描述，以及对氧化反应、催化剂、催化作用等概念的理解，常见的题型有选择、填空、探究题。三、典例精讲：【典型例题讲解】（通过学生的自讲，自纠完成下列各题）例1：氧气是空气的主要成分之一，有关氧气的说法错误的是（ ）A带火星的木条可以检验氧气B氧气的化学性质比氮气活泼C鱼类能在水中生存说明氧气易溶于水D在常温下，氧气也能与有些物质发生反应例2：下列说法错误的是（ ）A木炭在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体B硫在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体C铁丝在氧气中燃烧时，火星四射D蜡烛燃烧的产物能使澄清石灰水变浑浊例3：实验室制取氧气大致可分为下列步骤：点燃酒精灯，加热试管.检查装置的气密性.将高锰酸钾装入试管，塞入一小团棉花，用带导管的橡皮塞塞紧试管，并把试管固定在铁架台上.用排水法收集氧气.熄灭酒精灯.将导管从水槽中取出.正确的操作顺序为_.例4：催化剂在化学反应中所起的作用是（ ）（A）加快化学反应速率 （B）使生成物质量增加（C）改变化学反应速率 （D）减慢化学反应速率例5：现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）用高锰酸钾制氧气可选用的发生装置是（填字母序号，下同）；用过氧化氢制氧气可选用的发生装置是。你认为两套装置不一样的主要原因是（3）某同学用E装置收集氧气，理由是，为什么导管口刚有气泡冒出时，不宜立即收集。（4）若选用B装置制备气体时应注意什么。参考答案典例精讲：【典型例题讲解】（通过学生的自讲，自纠完成下列各题）例1：C【解析】氧气可以支持燃烧，故能使带火星的木条复燃，利用这一性质可以鉴别氧气，故A正确；氧气能与许多物质发生化学反应，温度越高，反应越剧烈，而氮气一般不与其他物质反应，故B、D正确；鱼类能在水中生存，说明水中有氧气，但不能说明氧气易溶于水。氧气是不易溶于水的，通常状况下，1升水中大约能溶解30ml氧气，故C错。例2：A【解析】木炭在氧气中燃烧，发出白光，放出热量，生成使澄清的石灰水变浑浊的气体，无黑色固体生成。例3：【解析】根据高们酸钾制取氧气的步骤： 查：检查装置的气密性。 装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。 定：将试管固定在铁架台上。 点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。 收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。 移：把导管移出水槽。 熄：熄灭酒精灯，进行分析。例4：C【解析】根据催化剂的定义分析：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。例5：（1）检查装置的气密性（2）A ;B反应物的状态和反应条件不同（3） 氧气不易溶于水刚开始冒出的是装置内的空气（4）长颈漏斗插到液面以下，防止气体从长颈漏斗逸出【解析】（1）制取一种气体前，一定要先检查装置的气密性，以免漏气而收集不到气体。10