难点3 氧气-2023-2024学年沪教版九年级化学上册期中期末难点突破（含答案解析）

本资料来自专辑：2023-2024学年沪教版九年级化学上册期中期末难点突破汇总

九年级化学上册期中期末难点突破

第3关 氧气

知识点回顾

【知识点1】空气的组成

1．空气的主要成分和组成

2.在通常情况下，空气中各种成分的含量保持相对稳定

3.地球上的动植物都离不开氧气，通过植物的光合作用来维持氧气含量的稳定

【知识点2】氧气的性质

1．物理性质

（1）密度稍大于空气

（2）氧气不易溶于水，通常情况下，1L水中大约能溶解30mL氧气

【注意】尽管氧气不易溶于水，但水中的生物依旧依靠溶解在水中的氧气生存

（3）氧气有三态变化：

①通常情况下，氧气是一种无色无味气体

②在1．01×10⁵Pa、-183^oC时，氧气变为淡蓝色的液体

③在-218^oC时，氧气变为淡蓝色的雪花状固体

【知识点练习】

【例1】氧气是人类赖以生存的基础。下列你对氧气的认识正确的是（    ）

A．液态氧是无色无味的

B．空气是人们获得氧气来源之一

C．夏天的鱼儿总是容易死去，是因为水中没有氧气

D．在金属冶炼时氧气起保护作用

1．化学性质

（1）能够与人体内的许多物质反应，释放能量，保证生命活动的需要

（2）能够与许多物质发生氧化反应

①氧化反应：物质与氧气发生的反应称为氧化反应

②氧化反应的类型：缓慢氧化和剧烈氧化

A．剧烈氧化：物质与氧气的反应比较剧烈，如燃烧

B．缓慢氧化：物质与氧气的反应比较缓慢，如动植物的新陈代谢、金属的锈蚀

【实验一】木炭在氧气中燃烧

步骤：用坩埚钳夹取木炭在酒精灯上点燃，由上而下慢慢伸入集满氧气的集气瓶中

现象：

（1）在空气中：无烟，无焰，发出红光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

（2）在氧气中：剧烈燃烧，发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体

文字表达式：

【实验二】蜡烛在氧气中燃烧

步骤：将蜡烛固定在燃烧匙内，点燃，由上而下慢慢伸入集满氧气的集气瓶中

现象：火焰明亮发出白光，放出热量，瓶壁有水雾出现

文字表达式：

【实验三】铁丝在氧气中燃烧

步骤：在螺旋状的细铁丝末端系上火柴梗，用坩埚钳夹住铁丝并点燃末端的火柴梗，等火材梗快燃净时，由上而下慢慢伸入集满氧气的集气瓶中

【注意】需预先在集气瓶底加少量水（或铺少量沙子），防止生成的固体物质溅落瓶底，炸裂集气瓶

现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色不溶物

文字表达式：

【知识点练习】

【例2】如图为细铁丝在氧气中燃烧的实验。

（1）观察细铁丝在氧气中剧烈燃烧，集气瓶少量水的作用是___________。实验前，在细铁丝的下端系上一根火柴，其目的是____________。

（2）细铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为_______________。

（3）某同学在实验过程中，没有观察到铁丝燃烧，可能的原因有_________（填标号）。

A．铁丝太粗                       B．铁丝没有绕成螺旋状

C．集气瓶中氧气的浓度太低         D．点燃系在铁丝上的火柴后，太早伸入集气瓶中

【知识点3】氧气的制法

1．工业上，常采用分离液态空气的方法获得，利用的是气体间沸点不同

2．实验室制法一：分解高锰酸钾（紫黑色）—–固固加热型

①检查装置的气密性：

②将药品装入试管，并把一小团棉花放在试管口，用带导管的单孔橡胶塞塞紧管口。

【原因】棉花是防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞。

③把实验所用仪器固定在铁架台，注意铁夹夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜；

【原因】试管口要略向下倾斜，防止产生的冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。

④点燃酒精灯，先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准试管中的药品部位加热。

【原因】试管预热的目的是防止试管因受热不均而炸裂。

⑤当气泡连续、均匀地放出后，用排水法收集气体。

【原因】导管口刚有气泡冒出时不宜收集，这时试管中的空气还未完全排出，收集的气体会不纯。

⑥收集完毕，将导管撤离水槽。【原因】防止水倒流浸入试管，炸裂试管

熄灭酒精灯。【原因】实验结束时先撤离导管再熄灭酒精灯，防止骤冷使水倒吸导致试管炸裂。

1．实验室制法二：分解氯酸钾

2．实验室制法二：分解双氧水—-固液不加热型

【知识点练习】

【例3】化学实验是科学探究的重要手段。某化学小组设计了如下图所示的实验装置进行气体制取和性质的探究，请回答有关问题：

(1)仪器a的名称______；实验室若用氯酸钾和二氧化锰制取较纯净的氧气，应选用的实验装置________（填字母）：装入药品前应该先______________；如何检验制取的气体是氧气______________。

(2)用高锰酸钾制取氧气可以选择与氯酸钾制氧相同的发生装置，因为______________；用排水法收集氧气，实验完毕后应该先__________，写出该反应的文字（或符号）表达式并注明反应类型__________。

(3)B、C装置可用于实验室制取氧气，请将C装置中导管补画完整______；请写出该反应的文字（或符号）表达式______________。

【知识点4】气体的收集装置

难点练习

1．某市 2020 年 5 月 20 日空气质量报告：老城区空气污染指数为 64，空气质量级别为Ⅱ级，空气质量状况为良，空气首要污染物为可吸入颗粒物。下列有关空气各成分的说法

正确的是（    ）

①氧气的化学性质比较活泼，属于可燃物

②氮气的化学性质不活泼，可用于食品防腐

③空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越好

④二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，属于空气污染物

⑤氧化反应一定有氧气参加

⑥氧气是无色无味气体

A．全部                      B．②⑥                      C．②③④⑤⑥            D．只有②

2．鉴别氧气、空气、氮气三种气体，最好选用（    ）

A．燃着的木条           B．澄清的石灰水          C．水      D．带火星的木条

3．下列有关实验现象与事实的描述相符的是（    ）

A．铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁

B．磷在空气中燃烧，产生大量的烟雾

C．木炭在空气中燃烧，发出红光

D．蜡烛在空气中燃烧，生成有刺激性气味的气体

4．实验室用氯酸钾制备氧气，发生的反应为2KClO₃2KCl+3O₂↑。现取一定量的氯酸钾和二氧化锰混合加热，某变量y随时间的变化趋势如图所示，则y表示的可能是（    ）

A．生成O₂的质量

B．生成KCl的质量

C．固体中氧元素的质量分数

D．固体中MnO₂的质量分数

5．氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气如图，分析正确的是（    ）

A．反应结束时一定能收集到（a-b）g氧气

B．P点处固体成分是氯酸钾和氯化钾

C．在氯酸钾分解过程中氯元素的质量分数不断增大

D．在0时段，在混合物中的质量分数不断增大

6．某小组使用数据采集器探究“铁丝在O₂中燃烧”，集气瓶内O₂的体积分数随时间的变化关系如下图所示。下列说法正确的是（    ）

A．反应为 Fe+O₂Fe₂O₃                         B．瓶中放少量水，用于吸收有毒物质

C．开始采集数据时，瓶内是纯净的O₂          D．铁丝停止燃烧时，瓶内O₂未耗尽

7．下列有关实验操作的“先”与“后”的说法中，正确的是（    ）

A．制取气体时，先装药品，后检查装置的气密性

B．加热试管时，先使试管底部均匀受热，后用酒精灯的外焰集中加热

C．用托盘天平称量物质时，先加质量小的砝码，后加质量大的砝码

D．加热KClO₃并用排水法收集实验结束时，先熄灭酒精灯，后移出导管

8．现有a、b两份质量相等的氯酸钾，其中a中加入少量的高锰酸钾，b中不加。将药品分别加热，则收集到氧气的质量随时间变化的图像如下，其中正确的是（    ）

9．在容积为250mL 的集气瓶内装入如下图所示的水量，放入水槽中用排水法收集氧气。观察到集气瓶口有气泡往外冒出时，在水中盖上玻璃片移出水槽正放在桌上。然后用带火星的木条依次伸入两个集气瓶中，观察到①中木条不复燃，②中木条复燃。下列有关说法中，错误的是（    ）

A．能使带火星的木条复燃的氧气，不一定是纯净的氧气

B．能用排水法收集氧气，是因为氧气不易溶于水

C．图①实验中，集气瓶内氧气的体积分数为30%

D．图②实验中，集气瓶内氧气的体积分数为52．6%

10．空气是一种宝贵的自然资源。

（1）法国化学家 _____ 用定量的方法研究了空气的组成，得出空气是混合物。

A 拉瓦锡 B 道尔顿 C 门捷列夫 D 阿伏伽德罗

（2）如图可用于测定空气中氧气含量。

①该实验中发生反应的化学方程式为 _____ 。

②该实验的现象为红磷燃烧时产生大量 _____ ，燃烧停止，冷却后，打开弹簧夹，烧杯中的水沿导管进入集气管，进入瓶中的水约占瓶内空气体积的 _____ 。

（3）空气中含量最多的物质是 _____ ，它由于化学性质不活泼，常用作 _____ 。

（4）空气中氧气具有助燃性，下列物质A．木炭B．硫C．镁条D．细铁丝分别在氧气中燃烧，用序号回答下列问题：

①发出明亮的蓝紫色火焰的是 _____ 。

②发出耀眼的白光的是 _____ 。

③剧烈燃烧，火星四射的是 _____ 。

④产生的气体能使澄清石灰水变浑浊的是 _____ 。

（5）下列物质不属于空气污染物的是 _____ 。

A 氧气 B 二氧化氮C 二氧化硫D 一氧化碳

11．氧气是重要的资源，工业上采用分离液态空气法，经过滤、除尘、净化后得到较纯净的氧气。

（1）分离液态空气法获得氧气，该过程属于什么变化？__________。（“物理”或“化学”）

（2）空气能被液化，说明微粒具有什么性质？____________________________。

（3）如图是简易连接呼吸机的装置，导管的一端连接氧气瓶，另一端连接病人，这样可以通过水下气泡的多少判断气体的流速。连接病人的导管哪端？___________（选填“a”或“b”）

（4）火箭发射中，常使用液氢和液氧做推进剂。这种推进剂的优点是体积小、重量轻、推力大，请写出燃料燃烧的化学方程式____________________________；以及该反应的基本反应类型________________。

12．认真观察4幅图片，根据所学知识回答下列问题。

(1)物质燃烧实验都有三个明显现象①发出一定颜色和强度的光和火焰②放出大量的热③生成了一种或几种不同于反应物的物质。请描述镁条燃烧（如图1）的现象____________；其中最能说明镁条燃烧属于化学变化的现象是____________。

(2)如图2：A处发生的变化是____________（填“物理变化”或“化学变化”）与B处变化不同的原因是____________。

(3)图2中B处与图3发生的变化中都有发光、放热的现象，请你判断是否都是化学变化____________（填“是”或“否”）；由此可得出，发光、放热的变化____________（填“一定”或“不一定”）是化学变化。

(4)图4甲实验：点燃蜡烛，把一根木条放在蜡烛火焰上约1秒后取出，根据图中现象说明蜡烛火焰的`____________温度最高。乙实验：能观察到干冷的烧杯内壁出现____________，澄清的石灰水____________，由此推断出蜡烛燃烧产生了____________，发生了____________变化（“物理”或“化学”）；在燃烧过程中石蜡固体先熔化变为蜡油，进而蒸发变为蜡蒸汽，发生了____________变化（填“物理”或“化学”）；出此可出化学变化中____________（填“一定”，或“不一定”）发生物理变化。

13．化学是一门以实验为基础的科学，在课本实验活动1《氧气的实验室制取与性质》中，某同学用高锰酸钾为药品制取氧气，装好如图的实验装置后，就立即点燃酒精灯，然后静等导管放出气体并收集。

(1)填写所标号的仪器名称：a______，b_____。

(2)该同学的此实验活动，有多处错误。如：导气管伸入仪器a太长，______，_____等等(写出两处错误即可)。

(3)制取氧气有多种途径，比如有： A 加热高锰酸钾     B 加热氯酸钾和二氧化锰混合物

C 分离液化空气       D 电解水      E 双氧水和二氧化锰混合

在以上制取氧气的四种途径中：

①使用催化剂加快反应速率的是：_____(填字母)；

②没有发生化学反应的是：_____(填字母)；

③可以用在工业上大量制取氧气的是：_____和_____(填字母)；

④写出D化学反应的文字表达式：______；

⑤制取氧气最节能的化学方法是：_______________(填字母)。

(4)导管口开始冒气泡时不宜立即收集，原因是_____。

14．下图是实验室制取氧气气体的部分装置。

(1)写出仪器①和②的名称①___________、②___________；

(2)在选用A或B装置制取气体之前要先___________；

(3)选装置A加热高锰酸钾制取氧气的文字（或符号）表达式：______________________，实验结束时先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，其目的是防止________________现象，实验结束后发现水槽中的水变成了浅紫红色，你认为产生该现象的原因可能是___________；

(4)收集氧气时不宜用D装置，其原因是___________；

(5)F中现象是迅速涌出柱状泡沫，2016年暑期央视一套“加油向未来，科学一起嗨”节目中播出了此实验，形象地称为“大象牙膏”，原理主要是H₂O₂在某些催化剂作用下迅速分解产生水和氧气，写出一种反应的文字表达式为___________；

(6)乙炔（C₂H₂）又称电石气，是一种无色、无味、密度比空气略小，不溶于水的气体；工业上常用它燃烧产生的高温来切割和焊接金属，实验室用电石（固体）与水反应制取乙炔。你认为制取乙炔应选择的制取装置是___________（填序号）；乙炔（C₂H₂）在空气中燃烧放出大量热，生成二氧化碳和水，写出该反应的文字（或符号）表达式___________。

15．某兴趣小组利用下列装置进行实验室制取和收集气体的实验，请回答：

(1)指出仪器名称：①______②______。

(2)制取气体时，在加入药品前都必须要进行的一项操作是______。

(3)若用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选用的装置组合是______（填字母）。你认为该装置中还缺少______，使用的理由是______，该反应的文字表达式是______，其基本反应类型为______反应。该实验结束时，应先______，再______。氧气收集好后要______（填“正”或“倒”）放在桌面上。

(4)若用过氧化氢制取氧气，还需要用到______（填物质名称），能否用高锰酸钾制取氧气后的剩余物代替该物质______（填“能”或“否”）。

(5)选用D装置收集气体时，表明气体已集满的现象是______。

(6)F为多用途装置，其用途为：

①可以用作向上排空气法收集氧气，从______端通入氧气（填“a”或“b”）。此时，检验氧气已收集满的方法是______。

②可以用作排水法收集氧气，先在集气瓶中装满水，然后从______端通入氧气（填“a”或“b”）。

③医院里给病人输氧时，为了给氧气加湿和观察氧气的输出速度，也可以在氧气钢瓶和病人之间连接该装置，在集气瓶中装半瓶水，将______端连接氧气钢瓶（填“a”或“b”）。

(7)硫化氢气体是一种无色有臭鸡蛋气味的气体，有剧毒，极易溶于水，密度比空气大。实验室可用硫化亚铁固体和稀硫酸溶液在常温下直接反应而制得，则可选用的发生装置是______，收集装置是______。

16．通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的一些规律，以下是老师提供的一些实验装置，请你据图回答问题：

(1)写出标号仪器的名称：①______。

(2)实验室用A装置制取氧气，反应的化学方程式为______。

(3)实验室用装置B可以制取氢气，用E装置收集氢气时，导管伸入集气瓶底部的目的是________。

(4)装置F在化学中有“万能瓶”的美称。它有多种用途，下列说法中正确的是 _______（填序号）。

①用排空气法收集H₂，H₂从a端进入

②用排水法收集O₂，需先装满水，O₂从b端进入

③盛放Ca(OH)₂溶液时，可用于检验CO₂

④盛放NaOH溶液时，可用于除去CO₂气体中混有的少量HCl气体

(5)已知氨气是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，收集时常选用F和G装置相连，依据氨气的性质是_______。

17．初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，是初中学生的化学实验技能应达到的要求。

(1)图B中仪器a的名称是_______。

(2)某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下：

(3)运用C装置制取气体，当导管上的活塞开关由开启到关闭过程中，液面变化顺序是_______(填标号先后排序)。

(4)选用E装置收集气体时，下列实验操作的正确顺序为_______(填序号)。

①待集气瓶口有气泡冒出时，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽，正放在桌面上

②等到气泡连续且均匀冒出时，再将导管口移入集气瓶

③将集气瓶注满水，用玻璃片盖着瓶口，倒立在盛水的水槽中

(5)用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，原因可能是_____________________。

(6)某化学小组研究能使带火星木条复燃时氧气的最低含量，他们在集气瓶中装入不同体积的水，用排水法收集氧气。当发现在瓶中最少放入35%的水时，收集到氧气就可以使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是_______(计算结果精确到0．1%)。

(7)把弯成螺旋状的细铁丝系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装满氧气的集气瓶中，此时可观察到的现象是______________________。

(8)下图所示的装置也可利用“另类”排水法来收集一些常见气体，也能用来除去气体中的一些杂质（例如二氧化碳中的水蒸气可以通过浓硫酸除去而变成干燥的二氧化碳）。若用此装置收集氧气（瓶内装水），则氧气应该从____端进；若利用此装置干燥带有水蒸气的二氧化碳（瓶内为浓硫酸），则带有水蒸气的二氧化碳应该从____端进。（两空均选填“b”或“c”）

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参考答案

1． D

【详解】①氧气的化学性质比较活泼，但是氧气不具有可燃性，不属于可燃物，错误；

②氮气的化学性质不活泼，可填充于食品包装中，用于食品防腐，正确；

③空气质量报告中所列的空气质量级别越大，空气质量越差，错误；

④二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应，但是二氧化碳是空气的组成成分之一，不属于空气污染物，错误；

⑤氧化反应不一定有氧气参加，如氢气与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，错误；

⑥在通常状况下，氧气是无色无味的气体，在压强为101kPa时，氧气在-183℃时变为淡蓝色液体，在-218℃时，变成淡蓝色雪花状的固体，错误。故正确的只有②。  故选D。

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