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科学第三部分物质科学(化学)第27讲氧气一、掌握氧气的主要性质及用途二、掌握实验室制取氧气的原理、装置和操作三、知道检验氧气的方法氧气的主要性质和用途1．氧气的性质(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气__大__，__不易__溶于水，液态时呈__淡蓝__色，凝固时呈雪花状的蓝色固体。(2)化学性质：氧气的化学性质__活泼__，能与多种物质发生化学反应，具有__氧化__性。2．氧气的用途氧气的用途主要表现在两个方面：①__供给呼吸__；②__支持燃烧__。如潜水、医疗、急救、宇航中供给呼吸；气焊、炼钢和切割金属等。1．(2013·杭州)下列有关氧气的叙述正确的是(D)A．氧气能和大多数金属、有机物反应，所以氧气是一种很不稳定的气体B．铁在氧气中燃烧生成氧化铁C．给氯酸钾加热，若不加二氧化锰就不能产生氧气D．测定空气中氧气含量的实验中，若将红磷换成木炭，实验会失败【解析】A.氧气化学性质比较活泼，并不是其本身不稳定；B.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；C.二氧化锰是催化剂，改变的只是氯酸钾产生氧气的速率，若不加二氧化锰，也会产生氧气；D.在测定空气中氧气含量时，如果换成木炭，反应后生成二氧化碳，集气瓶内的气压会减小，所以无法测出空气中氧气的含量，故正确答案是D。2．(2014·重庆)氧气是我们学习过的一种重要物质，以下对氧气的认识错误的是(A)A．氧气既能燃烧又能支持燃烧B．氧气用于炼钢是利用了它的化学性质C．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰D．氧气和臭氧(O3)都是氧元素形成的单质【解析】A.燃烧需要氧气，但氧气不具有可燃性，故A说法错误；B.氧气用于炼钢是利用了它支持燃烧的化学性质，故B说法正确；C.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，故C说法正确；D.氧气和臭氧(O3)都是由氧元素形成纯净物，都属于单质，故D说法正确。1．(2013·连云港)下列关于氧气的说法错误的是(B)A．氧气约占空气总体积的五分之一B．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性C．氧气供给呼吸，它和体内物质反应，释放能量，维持生命活动的需要D．夏天鱼池内需要增氧，是因为温度升高，氧气在水中的溶解度减小2．(2014·昆明)下列实验现象描述不正确的是(B)A．红磷在空气中燃烧产生大量白烟B．硫在氧气中燃烧产生苍白色火焰C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射D．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体实验室制备氧气1．实验室制法：分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾(或加热氯酸钾和二氧化锰)原理：__2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑__；__2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑__；__2KClO3=====MnO2△2KCl＋3O2↑__。2．装置3．操作步骤(1)查：将仪器组装好，__检查装置气密性__。(2)装：将药品装入试管内，用带导管的橡皮塞塞紧试管。(3)定：将试管固定在铁架台上。(4)点：点燃酒精灯，先用__酒精灯外焰预热__，再给试管内放药品的部位加热。(5)收：当导管口有__连续、均匀__气泡冒出，开始收集。(6)离：气体收集完后，将导管移离水面。(7)熄：熄灭酒精灯。4．收集方法：__排水__法或__向上排空气__法。5．验满方法：__带火星的木条伸到集气瓶口__。若木条复燃则说明气体已经集满。6．检验方法：将__带火星的木条伸入集气瓶中__，如果__复燃__，则是氧气。3．(2014·成都)实验室制取氧气，下列说法错误的是(C)A．装置①可用于高锰酸钾制取氧气B．装置②可用于过氧化氢溶液制取氧气C．装置③可用于收集氧气D．装置④可用于收集氧气【解析】A.高锰酸钾固体制取氧气需要在加热的条件下，故A正确；B.过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解产生氧气，属于固液常温制气体，故B正确；C.氧气的密度比空气大，应该用向上排空气来收集，故C错误；D.氧气不易溶于水，故可用排水法来收集，故D正确。4．(2014·上海)下面是几种实验室制取气体的发生装置与收集装置。(1)写出仪器名称Ⅰ__试管__，Ⅱ__锥形瓶__。(2)实验室可用二氧化锰与双氧水制取氧气。若要较好地控制产生氧气的速度，应选用装置__C__(填编号)。实验室还可以用氯酸钾和二氧化锰制氧气，反应的化学方程式为__2KClO3MnO2△2KCl＋3O2↑__。(3)D装置收集氧气，操作的正确顺序为__bac__(填编号)。a．将导管深入集气瓶口，气体进入瓶中b．将装满水的集气瓶倒置在水槽中c．当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置若用E装置进行排空气法收集氧气，气体应从__b__(填“a”或“b”)端通入。【解析】(1)图中标号仪器分别是试管和锥形瓶；(2)图中C装置可通过分液漏斗逐滴滴加液体，从而达到控制反应速率的目的；(3)排水法收集氧气时，先将装满水的集气瓶倒置在水槽中，当气泡连续、均匀冒出时开始收集，当气体收集满时，用毛玻璃片盖上瓶口，将集气瓶移出水面放置；氧气的密度比空气大，所以应从长导管进气，将空气挤压到集气瓶上部排出，长进短出。3．(2014·南昌)实验室可用于氯酸钾制取氧气的装置组合是(C)A．①④B．②③C．①⑤D．②⑤4．(2014·兰州)根据下列装置，结合所学化学知识回答下列问题：(1)写出图中标号仪器的名称：①__长颈漏斗__；②__试管__；(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用__D__(填字母)；其反应的化学方程式为__2KMnO4=====△K2MnO4＋MnO2＋O2↑__，反应的基本类型是__分解反应__，二氧化锰是该反应的__生成物__。(3)如用F装置收集氧气，判断氧气是否收集满的方法是__有大的气泡从集气瓶口一边冒出__。(4)如果改用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，反应前后二氧化锰的质量分数__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)在实验室里，可用硫化亚铁固体和稀硫酸的反应来制取硫化氢气体，在通常情况下硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水且水溶液呈酸性，密度比空气大，实验室制取硫化氢应选用的发生装置是__B__(填字母)，实验结束后剩余的硫化氢气体应该用__氢氧化钠__溶液来吸收。5．(2014·温州)小明发现二氧化锰催化过氧化氢分解的实验中，反应速度逐渐变慢。查阅资料得知，其原因是过氧化氢的溶质质量分数减小以及二氧化锰的催化能力降低。为了探究二氧化锰的催化能力降低的影响因素，进行如下实验。【材料准备】取质量均为2克的二氧化锰分别催化40毫升溶质质量分数为10%、20%、30%的过氧化氢溶液分解，实验后回收二氧化锰，并分别标为A、B、C；另取多次催化分解10%过氧化氢溶液实验后回收的二氧化锰，标为D。【实验步骤】①连接装置并检查气密性。②取未使用过的二氧化锰0.5克，加入锥形瓶中，再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，记录收集120毫升气体所需的时间。③再分别取A、B、C、D组二氧化锰0.5克，重复上述实验。④多次实验取平均值，记录数据如下：(1)实验时，长颈漏斗下端管口应在液面以下，其目的是__防止产生的气体从长颈漏斗中逸出__。(2)实验中通过比较收集相同气体体积所需的时间外，还可以通过比较__相同时间内产生气体的体积__来反映二氧化锰的催化能力。组别未使用过得二氧化锰ABCD收集气体时间/秒17.923.227.732.337.8(3)由上表数据可知，引起回收的二氧化锰的催化能力下降的因素是__过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰的使用次数__。1．(2014·莆田)下列关于氧气的说法，正确的是(D)A．铁在氧气中燃烧生成Fe2O3B．燃烧需要氧气，说明氧气具有可燃性C．红磷在空气中燃烧产生白雾D．大多数金属在一定条件下能与氧气反应2．(2013·舟山)同学们在做氧气性质实验时，将点燃的木炭伸入集气瓶内，有的现象明显，有的却不明显。导致现象不明显的原因可能是(D)A．排水法收集结束时集气瓶内的水有残留B．导管口连续放出气泡时开始收集氧气C．排水法收集满后盖上毛玻璃片拿出水面D．排水法收集前未将集气瓶灌满水3．(2014·宁波)利用如图实验装置制取氧气。(1)实验中，若产生氧气的速率太大，不利于收集。为了减小反应速率，可以进行的合理操作是__调节分液漏斗活塞__。(2)若需要一瓶干燥的氧气，应该将装置A产生的氧气通过干燥装置后再与__C__(填“B”“C”或“D”)相连。(3)若用排水法收集了一瓶气体，并用带火星的木条检验，发现木条没有复燃，可能的原因有__BC__。A．实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小B．开始收集时，侧置于水槽中的集气瓶未装满水C．导管口一出现气泡就立即收集4．下图是同学们构建的关于氧气的部分知识网络，请你由图回答：(1)实验室制取氧气的一个化学方程式__2H2O2=====MnO22H2O＋_O2↑__。(2)硫在氧气中燃烧的现象是__明亮的蓝紫色火焰，放热，有刺激性气味的气体生成(第一条现象必答，后二条现象有其中一条即可_)__，Ⅰ、Ⅱ两类有氧气参加的化学反应的相同点是__都是氧化反应(或都放出热量)__(写一条)。(3)从正反两方面举例说明氧气与人类生活的关系：__正：CH4燃烧，提供能量；反：铁生锈，浪费金属资源__。5．(2014·嘉兴)在按书本装置测定空气中氧气含量的实验时，当装置内的氧气低于一定含量时，红磷就不再与氧气反应，从而导致测量结果偏小。有老师对该实验进行了改进，装置如图所示。在一容器中倒入刚拆封的“暖宝宝”黑色粉末，再在上面放足量的白磷，迅速扣上烧杯，随后白磷自燃，利用这一装置可更准确地测定空气中氧气的体积分数。(1)黑色粉末的主要成分是什么？对此同学们做出了以下两种猜想：猜想一：该粉末可能是木炭粉；猜想二：该粉末可能是铁粉。根据学过的科学知识，有同学认为猜想一肯定是错误的，你认为他的理由是__碳燃烧生成的二氧化碳气体，会影响实验结果__。(2)通过实验证明加入的黑色粉末是铁粉。加入铁粉后使测定结果更加准确，原因是__铁粉能进一步与烧杯中的氧气反应__。6．(2014·衢州)小科用如图所示的科学仪器装配“加热高锰酸钾制取氧气”的实验装置，请回答：(1)装配一套该实验装置，除选用序号为FGHI的仪器外，还需用到的仪器有__ABD__(填序号)；(2)装配该气体发生装置时，小科在检查完装置的气密性后，放置好酒精灯，根据酒精灯的高度将盛有药品的试管固定在铁架台上，固定试管时应做到__铁夹夹在离试管口三分之一处，试管口略向下倾斜__。7．(2014·济宁)在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢迅速分解生成氧气和水。哪些因素还影响着过氧化氢分解的速率？课外活动小组对此进行了更深入的探究：探究实验一：浓度对化学反应速率的影响请你设计：实验用品：试管、烧杯、热水、冷水、5%过氧化氢溶液、15%过氧化氢溶液探究实验二：温度对化学反应速率的影响