（精英大視野叢書）中考化學(xué) 第4講 氧氣的性質(zhì)及制取（無答案）

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1、第4講 氧氣的性質(zhì)及制取 知能概述 在通常狀況下，氧氣（O2）是一種無色、無氣味的氣體，密度比空氣稍大，不易溶于水，通常情況下（20℃，101kPa），1L水中約能溶解30ml氧氣，水中的生命就是依靠溶解在水中的氧氣呼吸的，氧氣也有三態(tài)變化： 氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，在一定條件下可與金屬、非金屬發(fā)生化合反應(yīng)，也可與化合物如有機(jī)物起反應(yīng)，在反應(yīng)中氧氣提供氧，是一種常見的氧化劑。 實(shí)驗(yàn)室中氧氣可利用過氧化氫溶液、高錳酸鉀、氯酸鉀等在一定條件下分解得到，氧氣在日常生活與工業(yè)生產(chǎn)中均有重要用途。 問題解決 例1.帶火星的木條在氧氣中可以著火。那么，是不是只

2、有純凈的氧氣才能使帶火星的木條著火呢?為此，同學(xué)們開展了相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：先制取一定量的氧氣備用，再測得集氣瓶實(shí)際容積為317mL，然后采用某種方法得到5瓶含氧量不同的空氣，最后用帶火星的木條來試驗(yàn)，觀察是否著火。相關(guān)的數(shù)據(jù)見下表： 氣瓶編號 瓶內(nèi)預(yù)裝水 體積/毫升 充入氧氣 體積/毫升 瓶內(nèi)空氣 體積/毫升 充滿氧氣后,瓶內(nèi)空氣里氧氣體積的百分比 木條能否復(fù)燃 1 120 120 197 50.9% 能 2 97 97 220 ___% 能 3 90 90 227 43.4% 能 4 84 84 233 41.9%

3、 能 5 81 81 236 41.2% 不能 (1)請指出得到5瓶含氧量不同的空氣的具體方法 . (2)試將上表空白處補(bǔ)充完整(精確到0.1). (3)由該實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是 . 例2幾位同學(xué)根據(jù)下列各實(shí)驗(yàn)裝置圖，設(shè)計和討論了以下問題： （1）寫出上述裝置中二種玻璃儀器的名稱： 、 （2）萬超同學(xué)說：“選擇A與 組合成裝置并在試管口加一團(tuán)棉花可制取氧氣，

4、其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ． （3）周琦同學(xué)說：“B可用于實(shí)驗(yàn)室制取 的發(fā)生裝置，但應(yīng)先檢查裝置的氣密性，方法： ． （4）文淵同學(xué)說：“D裝置裝滿水后可以收集并儲存氧氣，需要氧氣時可用水將裝置中的氧氣排出，水應(yīng)從（填a或b） 端通入．” （5）東升同學(xué)說：“我看到課外資料上介紹，實(shí)驗(yàn)室可用塊狀硫化亞鐵（FeS）與稀硫酸反應(yīng)制取硫化氫氣體（H2S）．硫

5、化氫氣體的密度比空氣大，能溶于水形成氫硫酸．根據(jù)以上知識，我現(xiàn)在明白了：實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫氣體應(yīng)選用的發(fā)生裝置是 ，收集裝置是 ．” （6）在實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)操作要正確．如使用A裝置時應(yīng)注意的事項有（只寫一項） ． 例3某校的探究小組同學(xué)想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計了以下的對比實(shí)驗(yàn)和操作步驟： ①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份中加入經(jīng)精確稱量的ng氧化銅粉末． ②將兩份氯酸鉀同時

6、在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢． ③停止加熱、冷卻，將原先混有氧化銅的反應(yīng)后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質(zhì)洗滌并干燥． ④觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色． ⑤將濾出固體物質(zhì)和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象． （1）從以上有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進(jìn)： ． （2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請從如圖實(shí)驗(yàn)裝置中選擇儀器中連接

7、成一套實(shí)驗(yàn)裝置，這套實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序是______接______、______接______、______接______接______（氣流的方向從左往右）． 例4.食品腐敗的原因之一是因?yàn)橛醒鯕獯嬖诙l(fā)生氧化反應(yīng)。因此,吸收掉密封的食品包裝盒內(nèi)的氧氣就可以延長食品的保質(zhì)期。下列哪種物質(zhì)適宜封入食品包裝盒中用來吸收掉盒內(nèi)的氧氣,延長食品的保質(zhì)期的是( ) A. 紅磷 B. 固體燒堿 C. 鐵粉 D. 生石灰 例5.如圖所示裝置,有洗氣、儲氣等用途。在醫(yī)院給病人輸氧氣時,也利用了類似的裝置,并在裝置中盛放適量蒸餾水。以下說法不正確的是

8、( ) A. 導(dǎo)管B連接供給氧氣的鋼瓶 B. 導(dǎo)管B連接病人吸氧氣的塑膠管 C. 該裝置可用來觀察輸出氧氣的速度 D. 該裝置可用來調(diào)節(jié)輸出氧氣的速度 例6.某種能夠提供醫(yī)用氧氣的便攜式制氧器，其制氧劑為復(fù)方過碳酸鈉(含A、B劑).A劑的主要成分為過碳酸鈉晶體(?2Na2CO3·3H2O2?).過碳酸鈉晶體是一種易溶于水的白色固體，受熱易分解，溶于水時生成碳酸鈉和過氧化氫.B劑是一種難溶于水的固體.在反應(yīng)倉內(nèi)加入適量的水，先放A劑，再放B劑，即可分解產(chǎn)生氧氣.有關(guān)反應(yīng)的文字表達(dá)式如下： 過碳酸鈉→碳酸鈉＋過氧化氫 過氧化氫→水＋氧氣 反應(yīng)完全后，過濾、分離殘余物，測得濾

9、渣的質(zhì)量與原加入反應(yīng)倉內(nèi)B劑的質(zhì)量相等.若將收集到的濾渣與A劑、水再次混合，又有氧氣生成. 請回答下列問題： (1)在制氧的過程中，B劑的作用是____________________. (2)與實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀或高錳酸鉀制氧氣相比，該方法更方便家庭制氧氣的理由之一是____________________. (3)從貯存制氧劑、處理殘余物兩方面，為該制氧器的使用者各提一條合理的建議：____________________、____________________. 刻意練習(xí) 1.下列關(guān)于氧氣的敘述中，正確的是( ? ? ). A.硫分別在空氣和氧氣中燃燒時現(xiàn)象不同，原因是氧氣的

10、濃度不同 B.魚能在水中生存.說明氧氣易溶于水 C.氧氣可以作為火箭發(fā)射時的燃料 D.通常條件下.氧氣的密度比空氣略小 2. 下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是（　　） A. 點(diǎn)燃蠟燭，生成二氧化碳和水 B. 鐵在氧氣中燃燒，火星四射，生成黑色固體 C. 硫在氧氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色的火焰 D. 紅磷在氧氣中燃燒，生成白霧 3. 下列裝置所示的實(shí)驗(yàn)中，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵ā　。? A.? B.? 量取9.3mL稀鹽酸 用過氧化氫溶液與二氧化錳制取少量氧氣 C.?

11、 D.? 除去H2中的水蒸氣 檢查裝置氣密性 4. 可以一次性鑒別出空氣、氧氣和二氧化碳三瓶氣體的正確方法是() A. 分別加入適量澄清石灰水 B. 分別滴入紫色石蕊試液 C. 用燃著的木條分別伸入瓶中 D. 分別加入適量蒸餾水 5.把分別盛有甲、乙、丙氣體的試管倒插入盛有水的燒杯中，一段時間后，觀察到如圖所示的現(xiàn)象，對甲、乙、丙氣體的分析正確的是（　?。? A. 甲、乙、丙氣體都易溶于水 B. 乙氣體比甲氣體更易溶于水 C. 可以采用排水集氣方法收集丙氣體 D. 不可以用排空氣方法

12、收集甲氣體 6.取4份等質(zhì)量的KClO3,向其中3份中分別加入少量等質(zhì)量的KMnO4、MnO2和Mn，分別在某溫度下加熱至質(zhì)量不再改變，測定產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量。然后將剩余固體溶于足量水中，添加過物質(zhì)的組別中均有相同組成的不溶物。測定結(jié)果如下： 組別 ① ② ③ ④ 加入物質(zhì) 無 KMnO4 MnO2 Mn 產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量/g 0 m1 m2 m3 不溶物的質(zhì)量/g 0 w1 w2 w3 已知m1>m2>m3,下列關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的說法一定正確的是() A.?3種物質(zhì)的加入都有利于KClO3分解制氧氣 B. 殘留不溶物的質(zhì)量關(guān)系為w1

13、MnO4是KClO3分解制氧氣效果最好的催化劑 D. 不加入其他物質(zhì)時,KClO3未發(fā)生分解反應(yīng) 7. 用如圖所示的裝置制取氣體，需滿足的條件是（　?。? ①反應(yīng)物是固體； ②反應(yīng)需要加熱； ③制得的氣體不易溶于水； ④制取的氣體密度比空氣大； ⑤制得氣體能與空氣中氧氣反應(yīng). A. ①②③④⑤ B. ②④⑤ C. ①② D. ①②③ 8.下列各圖所示裝置的氣密性檢查中，一定漏氣的是(???? ) 9. 可以用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物的方法在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣.下列是反應(yīng)生成氧氣和氯化鉀的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系坐標(biāo)圖，其中合理的是（　?。? A.?B.?C

14、.?D.? 10. 為紀(jì)念人類成功攀登珠穆朗瑪峰50周年，中國登山協(xié)會業(yè)余登山隊2020年5月21日再次登頂成功。登山隊必備的物品之一是氧氣瓶，此時氧氣的作用是 .氧氣與體內(nèi)的葡萄糖發(fā)生反應(yīng)，提供人體活動所需的能量，并生成二氧化碳和水，寫出該反應(yīng)的文字表達(dá)式 .燃料燃燒也需要氧氣，這是利用了氧氣的 性質(zhì)。 11.若分解過氧化氫制取氧氣,供選用的裝置如圖,要得到平穩(wěn)的氧氣流,應(yīng)選用的發(fā)生裝置是___(選填“甲”或“乙”)；若用丙裝置干燥生成的氧氣，丙中盛放的液體

15、試劑是___，氣體應(yīng)從___(選填“a”或“b”端導(dǎo)入。 12.紅棕色的二氧化氮是造成光化學(xué)煙霧的罪魁禍?zhǔn)?，它易溶于水，并與水反應(yīng)生成硝酸和無色的一氧化氮，一氧化氮遇到氧氣又反應(yīng)生成二氧化氮.先收集一試管純凈的二氧化氮(試管的體積為V mL），然后將試管倒扣在盛滿水的水槽中，并不斷向試管中通人氧氣. (1）試描述整個過程中的現(xiàn)象. (2） 最后水能充滿試管嗎?若能，那么整個過程中共通人多少毫升的氧氣?若不能，請說明原因. 13.根據(jù)如圖所示裝置，結(jié)合所學(xué)知識回答下列問題。 (1)寫出圖中標(biāo)號的儀器名稱：①___. (2)①實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣,應(yīng)選用的發(fā)

16、生裝置是___(填字母)，實(shí)驗(yàn)時該裝置試管口應(yīng)放一團(tuán)棉花，其目的是 . ②制氧時,小明同學(xué)未能收集到兩瓶氧氣,其可能的原因有___.(填序號) A. 沒有塞緊橡皮塞??????????????B.試管口沒有放棉花 C. 沒有及時更換收集第二瓶??????D.加熱前已將集氣瓶灌滿水倒立于水槽中 (3)如果選用圖E來收集氧氣,則氣體應(yīng)從___.(填“a”或“b”)端進(jìn)入。 14.某研究性學(xué)習(xí)小組，從下列裝置中選用部分裝置組裝后在實(shí)驗(yàn)室里制取氧氣，并通過排水量來測定所收集到氧氣的體積。 (1)甲同學(xué)用一定質(zhì)量的高錳

17、酸鉀制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為___，整套實(shí)驗(yàn)裝置接口的正確連接順序?yàn)閍→___→___→___. (2)實(shí)驗(yàn)過程中，甲同學(xué)觀察到E裝置中的水變?yōu)樽霞t色，這是因?yàn)開__進(jìn)入E裝置并溶于水中的緣故。為了防止實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)上述現(xiàn)象，相應(yīng)的改進(jìn)措施是___. (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束，乙同學(xué)意外發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣體積大于理論值，為此繼續(xù)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)探究： 提出問題：出現(xiàn)“收集到的氧氣體積大于理論值”的原因是什么? 作出猜想：猜想Ⅰ：可能是反應(yīng)生成的二氧化錳分解放出氧氣； 猜想Ⅱ：可能是反應(yīng)生成的錳酸鉀分解放出氧氣； 猜想Ⅲ： .

18、請回答他做出猜想Ⅲ的理由是 . 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 實(shí)驗(yàn)一：取一定質(zhì)量的二氧化錳于試管中，加熱一段時間，冷卻后測得固體殘留物的質(zhì)量不變。證明猜想___錯誤。 實(shí)驗(yàn)二：取一定質(zhì)量的錳酸鉀于試管中，加熱一段時間___.綜合實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二，證明猜想Ⅱ正確。 反思拓展：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，經(jīng)過討論、交流，丙同學(xué)用下列儀器和藥品又設(shè)計了一個實(shí)驗(yàn)方案測定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。 ①帶瓶塞的1000mL圓底燒瓶???②電子天平(稱量精確度為0.01g)??③酒精燈??④某種較活潑的金屬粉末(實(shí)驗(yàn)過程中需要用到的其他實(shí)驗(yàn)用品已省略,

19、實(shí)驗(yàn)中有關(guān)物質(zhì)的物理量數(shù)據(jù)為已知)他的實(shí)驗(yàn)步驟是：_______.再利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和已知數(shù)據(jù)就可換算得出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。 15.某興趣小組的同學(xué)共同設(shè)置了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，既可用于制取氣體，又可用于驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)。請回答下列問題： (1)利用裝置Ⅰ制取氣體，生成氣體的反應(yīng)應(yīng)具備的條件是___. (2)利用裝置Ⅰ、Ⅱ制取氣體(K2關(guān)閉,K1打開). 甲同學(xué)認(rèn)為：利用裝置Ⅱ可以收集H2、NH3等氣體,但不能收集O2和NO等氣體，其理由是：___； 乙同學(xué)認(rèn)為：對裝置Ⅱ做簡易改進(jìn)(不改變儀器裝置),也可收集O2和NO等氣體,但不能收集NO2氣體,改進(jìn)的方法是___;不能收集NO2

20、氣體的原因是(用化學(xué)方程式表示)___； (3)利用裝置Ⅰ、Ⅲ驗(yàn)證物質(zhì)的性質(zhì)(K2打開,K1關(guān)閉).如要設(shè)計實(shí)驗(yàn)證明氧化性KMnO4>Cl2>Br2，則可在A中加濃鹽酸，B中加___，C中加___，觀察到C中的現(xiàn)象是___. 16.某?；瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)測定標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧氣的密度。設(shè)計了以下的實(shí)驗(yàn)操作步驟： ①按下圖裝配實(shí)驗(yàn)裝置： ②洗凈試管，然后充分干燥； ③向500mL燒瓶里裝滿水，向500mL燒杯里加入少量水，把連接燒瓶和燒杯的玻璃管A. 橡皮管B和玻璃管C也裝滿水，在中間不要留下氣泡，然后用彈簧夾把橡皮管Bj夾緊； ④稱得試管的質(zhì)量為14.45g,往試管里加入KClO3和

21、MnO2的混合物，再稱得其質(zhì)量為15.95g； ⑤打開彈簧夾，把燒杯舉起使燒瓶和燒杯的水面一致，再關(guān)閉彈簧夾，然后把燒杯中的水倒掉； ⑥打開彈簧夾，加熱試管的混合物到不再產(chǎn)生氣體，即水不再流向燒杯時為止； ⑦反應(yīng)完畢后把裝置放置冷卻到室溫； ⑧調(diào)節(jié)燒杯的高度使燒瓶和燒杯中的水面一致，然后再關(guān)閉彈簧夾； ⑨用500mL量筒測得燒杯里水的體積為285.0mL，把它換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279.7mL； ⑩再稱量冷卻后試管的質(zhì)量為15.55g. 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，回答下列問題： (1)在操作⑦中，裝置冷卻時，玻璃管C的出口一直要在燒杯的水中，不能離開水面，其理由是 (2)簡述操作⑧的必要性，即為什么要調(diào)節(jié)燒杯的高度，使燒瓶和燒杯中的水面一致? (3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的密度為 ;混合物中MnO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 .