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2.2 神奇的氧气
知识梳理：
▉考点01 制取氧气
1.氧气的工业制法
（1）方法：分离 法
（2）原理：利用液态氧和液态氮的 不同，是 变化。
2.氧气的实验室制法
反应原理 加热氯酸钾 分解过氧化氢
符号表达式
发生装置
发生装置选择依据 反应物为固体，反应需要加热 反应物为液体，反应条件为常温
实验步骤 查：检查气密性 装：装药品 定：固定装置 点：点燃酒精灯加热 收：收集气体 移：将导管移出水面 熄：熄灭酒精灯 检查气密性； 先装固体药品，再装液体药品； 收集气体；
收集装置 排水法：收集的气体较 ，但不 。
向上排空气法：收集的气体较 ，但不 。
检验 将带火星的木条 ，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。
验满 将带火星的木条 ，如果带火星的木条复燃，说明氧气已集满。
3.实验操作要点：
（1）氯酸钾制取氧气试管口要 ：防止 ，使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部。
（2）导管伸入发生装置内要微露出橡皮塞：有利于 。
（3）向上排空气法收集氧气时，导气管要伸入接近 ：有利于集气瓶内空气排出，使收集的气体更纯。
（4）排水法收集氧气，当 时开始收集（因为开始排出的气体是 ，会使得收集的氧气不纯）；当集气瓶口 时，氧气收集满，在 用玻璃片盖住瓶口，移出水槽，集气瓶 放在桌面上(氧气密度比空气大)，防止气体逸出。
（5）排水法收集氧气，实验结束时先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止
。
▉考点02 化合反应、氧化反应、分解反应
（1）化合反应和分解反应
化合反应 分解反应
概念 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
特点
表达式 A + B + …… → C A → B + C + ……
共同点 都属于
【特别提醒】化合反应与分解反应是并列关系。
（2）氧化反应：物质与氧气发生的化学反应属于氧化反应。
①氧化反应不是化学反应基本类型。
②缓慢氧化：物质与氧气发生的缓慢的氧化反应，常常不易察觉。如：细胞的呼吸作用，铁生锈锈蚀， ， ， 等等。
③燃烧和缓慢氧化；二者共同点是都 。
【特别提醒】
1．氧化反应不一定是化合反应（石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应也不一定是氧化反应（二氧化碳与水反应生成碳酸）。二者的关系是交叉关系。
2．有氧气参加的反应都属于氧化反应。
▉考点03 催化剂和催化作用
概念 在化学反应中能 其他物质的 ，但 和 在反应前后不变的物质。
特点 一变（改变 ）；两不变（ 、 不变）
理解 ①催化剂不能改变生成物的质量 ②催化剂作为反应的条件 ③一种催化剂只针对某一类或某一个反应，某一反应的催化剂可能不只一种
证明某物质是催化剂 ①证明 ： 相同条件下，加或者不加药品控制变量对比实验； ②证明 ： 实验前称量一次，实验后分离出来再称量一次； ③证明 ： 将分离出来的物质再进行实验①的操作，观察是否还能改变反应速率。
▉考点04 多功能瓶
一 氧气的工业制法
例1．对于分离液态空气得到较纯净氧气的过程，以下分析不正确的是（ ）
A．该过程主要是物理变化
B．利用了气体沸点高低不同
C．氧元素从化合态变为游离态
D．先分离出氮气，再分离出氧气
【变式1-1】（不定向）下图关于工业上“分离液态空气法”制氧气，说法中正确的是（ ）
A．此方法制氧气的原料来源广泛 B．该分离过程是物理变化
C．说明液氧比液氮沸点低 D．该液体物质是纯净的氧气
二 氧气的实验室制法
例1．实验室制取某些气体的装置如图。下列说法错误的是（ ）
A．装置①和④组合可以用来制取氧气 B．装置②和⑤组合可以用来制取氢气
C．装置②和③组合可以用来制取二氧化碳 D．装置②可以随时添加液体药品
【变式1-1】某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，该气体所具备的物理性质应是（ ）
A．易溶于水，密度比空气大 B．易溶于水，密度比空气小
C．难溶于水，密度比空气大 D．难溶于水，密度比空气小
【变式1-2】实验室用如图所示装置制取氧气，下列实验操作正确的是（ ）
A．实验前先检查装置的气密性，再装药品
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．待集气瓶里的水排完以后，先将集气瓶移出水槽，然后盖上玻璃片
D．停止加热时，先熄灭酒精灯，再移出导管
【变式1-3】下图所示的装置有很多用途，下列使用方法不正确的是（ ）
A．排水法收集氧气时，由a口进气
B．排空气法收集氢气时，由b口进气
C．排水法收集氢气时，由b口进气
D．排空气法收集二氧化碳时，由a口进气
例2．用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气，混合物的质量变化如下图。分析正确的是（ ）
A．反应结束时能收集到（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质量始终不变
D．在 0～t1时段，MnO2在固体混合物中的质量分数不断增大
【变式1-1】在双氧水制氧气实验中，某些变量与时间的变化关系如图所示，图中纵坐标 y 可以表示的变量是（ ）
A．氢元素质量
B．氧元素质量
C．水的质量
D．氧气质量
【变式1-2】根据如图实验装置请回答：
Ⅰ.写出仪器a和b的名称是 、 。
Ⅱ.检查装置A气密性的方法是夹紧止水夹， ，则气密性良好。
Ⅲ.加热氯酸钾和二氧化锰混合物的化学方程式为 。
①若需制取较纯的氧气，选择的装置组合为 (填字母)，仪器选择的依据是 (填字母)； A 属于固固加热型的反应 B 属于固液加热型的反应
C 制取的气体密度比空气大 D 制取的气体不易溶于水
②上述混合物中的氯酸钾是 色固体；反应后的固体中二氧化锰的质量分数将 (填“增大”、“减少”、“不变”)；充分反应后需要从剩余固体中提取二氧化锰的操作是溶解、 、洗涤、干燥。
Ⅳ 用双氧水和二氧化锰制氧气的的化学方程式为 ，判断用C装置收集满氧气的方法是 。
Ⅴ 实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰二种固体混合物的方法制备甲烷。
①根据上图选择的发生装置为 (填字母)；
② 实验中可以用装置E收集甲烷，说明甲烷具有 的物理性质；
③ 实验中还可以用装置D而不用装置C收集甲烷，由此反映了甲烷的密度比空气 (填“大”或“小”)。
三 催化剂与分解反应
例1．属于分解反应的是
A．C+2CuO2Cu+CO2↑ B．2Mg＋O22MgO
C．2CO+O22CO2 D．CaCO3CaO + CO2↑
【变式1-1】属于分解反应的是（　　）
A． B．
C． D．
例2．催化剂可显著提高反应效率，二氧化锰是常见的催化剂。
(1)实验室用H2O2溶液制取氧气，常用MnO2作催化剂反应的化学方程式是 ；用排水法收集氧气，是因为氧气 (选填“易”或“不易”)溶于水；将带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶中，现象是 。
(2)FeCl3对H2O2分解也有催化作用。为比较MnO2和FeCl3对H2O2分解快慢的不同影响，用下图左装置进行实验：启动传感器，注入H2O2溶液。氧气体积分数随时间变化情况如下：
i．初始时氧气的体积分数不为0，原因是 。
ii．写出使H2O2分解较快的催化剂及判断依据： 。
【变式1-1】实验室中常用H2O2溶液制各氧气，用下图所示的装置和下表所示的实验探究获得平稳气流的方法。
实验 编号 试剂 温度 （℃） 收集一瓶气体的时间（秒）
① 50mL 5％H2O2溶液 5g MnO2 20 12
② XmL 3％H2O2溶液 5g MnO2 20 61
③ 50mL 5％H2O2溶液 5g MnO2 50 7
④ 50mL 5％H2O2溶液 5g CuCl2 20 31
⑤ 50mL 5％H2O2溶液 5g FeCl3溶液 20 48
(1)写出实验①中制备氧气的化学方程式 。
(2)用排水法收集氧气，是因为氧气 （选填“易”或“不易”）溶于水。上图装置中导管a应与导管 （选填“b”或“c”）相连接。
(3)若用实验①和②比较H2O2的浓度对生成气流快慢的影响，则实验②中应加入H2O2溶液的体积为 mL。
(4)从实验 （填实验编号）可比较温度对生成气流快慢的影响，得到结论：温度越高，生成气流越 （选填“快”或“慢”）。
(5)实验④和⑤能否用于比较不同盐酸盐对H2O2分解的催化效果？理由是 。
1．下列不属于硫磺在氧气中燃烧现象的是（ ）
A．放出热量 B．蓝紫色火焰
C．淡蓝色火焰 D．有刺激性气味的气体生成
2．下列不属于铁丝在氧气中燃烧现象的是（ ）
A．火星四射 B．产生大量白雾 C．放出热量 D．生成黑色固体
3．氧气是空气的主要成分之一，下列说法不正确的是（ ）
A．O2可以从空气中分离 B．液态的O2是一种淡蓝色液体
C．液态的O2具有可燃性 D．O2在医疗上可用以供给呼吸
4．下列有关实验现象的描述正确的是（ ）
A．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾，放热
B．碳在氧气中燃烧，发出白光，放热，生成二氧化碳
C．细铁丝在空气中燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体
D．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体
5．下列属于分解反应的是（ ）
A． B．
C． D．
6．关于化合反应、氧化反应的说法中，正确的是（ ）
A．物质和氧气发生的反应一定是氧化反应
B．化合反应中各元素的存在形态一定发生改变
C．化合反应一定是氧化反应，氧化反应不一定是化合反应
D．有两种物质参加的反应一定是化合反应
7．下列反应中既属于化合反应，又属于氧化反应的是（ ）
A． B．
C． D．
8．化学概念在逻辑上存在如图所示关系，对下列概念间的关系说法正确的是（ ）
A．纯净物与混合物属于包含关系
B．化合物与氧化物属于包含关系
C．单质与化合物属于交叉关系
D．氧化反应与化合反应属于并列关系
9．下列说法正确的是（ ）
A．纯净物是由同种分子(或原子)构成的
B．含有氧元素的化合物，不一定是氧化物
C．化合反应一定是由两种物质参加反应，生成一种物质
D．由不同种元素组成的物质一定是化合物
10．实验室用 KMnO4制氧气并验证氧气的性质，下列操作正确的是（ ）
A．检查装置气密性 B．加热KMnO4制O2 C．验证O2已集满 D．硫在O2中燃烧
11．如图是初中化学常用的实验装置，下列说法正确的是（ ）
A．B和E组合可以用来实验室制取并收集干燥的O2
B．实验室里用装置A制备氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑
C．图F中集气瓶内盛少量水的作用是吸收二氧化硫，减少污染
D．若用图G装置收集H2，无论排空法还是排水法，H2都从c端进入
12．某小组利用下图所示微型实验装置进行实验。

(1)将注射器中的液体注入玻璃管后，甲处反应的化学方程式为 。片刻后，在装置尾部套上小气球，请解释小气球逐渐变大的原因 。
(2)一段时间后，加热乙处玻璃管，观察到玻璃管内的硫燃烧，该实验现象是 。
13．下图是实验室制取气体的常用装置：

实验室较环保的制取O2的反应的化学方程式为 ，应选用的发生装置为 ；若用D装置收集氧气并在b口用带火星的木条验满，请在图中将导管补画完整 。
14．九年级同学在实验室进行氧气的制备和性质实验：
(1)A组同学用氯酸钾、二氧化锰和以下装置进行实验。
应选用的发生装置组合是________（填编号），用D装置收集氧气，当观察到_______（现象）说明已集满。收集完毕，将导管移出集气瓶，再进行如下操作，正确的操作顺序为_______（填字母顺序）。
a.从水槽中取出集气瓶 b.瓶口向上放置 c.在集气瓶口盖好毛玻璃片
(2)某同学用该方法收集的一瓶氧气不纯混有空气，可能的原因是________（写一点）。下列装置中的____________（填编号）也可以作为氧气的收集装置。
(3)B组同学用双氧水、二氧化锰和以下装置进行实验。
该方法制取氧气的化学方程式是_______________，组装一套氧气的发生和收集装置有多种组合，除选择仪器A、B和C外，还要从上图中选择的仪器有__________（选填编号）；
(4)氧气的性质实验：
铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为________________________，实验操作顺序是__________用字母排序）。集气瓶内预先留些水的作用是_____________。
(5)思考与小结
①氯酸钾、双氧水都能用于实验室制取氧气，因为它们____________。
②比较上述制取和收集氧气的不同方法，归纳不正确的是____________（填编号）。
a.基本反应类型都属于分解反应
b.选用的发生装置不同是因为反应物的状态、反应条件不同
c.用排空气法收集氧气验满的方法是将带火星的木条伸入瓶内，若复燃则满
d.能用排水法收集氧气的依据是得到的氧气较纯净
15．实验小组探究影响H2O2溶液对化学反应速率的因素。
(1)用H2O2溶液和MnO制取较纯氧气，为使反应平稳进行，可选择的发生装置如图中的 ，采用的收集方法是 ，发生反应的化学方程式为 。
(2)用下图装置探究反应物浓度和温度对H2O2溶液反应速率的影响，记录实验现象如下表：
试管 A B C
浓度 10% H2O2溶液 15％H2O2溶液 20％H2O2溶液
温度 50℃ 无明显气泡 无明显气泡 极少量气泡
60℃ 无明显气泡 极少世气泡 少量气泡
70℃ 极少量气泡 少量气泡 较多气泡
分析表中现象可得出： （选填“升高”或“降低”）温度， ，都可加快H2O2溶液的反应速率。
(3)为探究催化剂（MnO2和CuO）对H2O2溶液反应速率的影响，设计如下装置进行实验，测得反应后70秒内的O2含量如下图所示。
I、对比分析哪两条曲线，可说明催化剂能加快H2O2溶液反应速率？ 。
II、和CuO相比，MnO2能使H2O2分解得更快，判断依据是 。
课后作业：
1．下图是实验室制取气体常见的装置，据图回答有关问题。
（1）填写仪器的名称。a：___________；b：___________。
（2）过氧化氢与二氧化锰制取氧气的符号表达式为___________，二氧化锰的作用是___________。
（3）用氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气，选择的发生装置为___________（填序号）；符号表达式为___________，用装置D收集氧气，用玻璃片___________（填“磨砂”或“光滑”）的一面盖住集气瓶口。气体收集完毕时，应先___________（填“将导管移出水面”或“熄灭酒精灯”）；测得收集的氧气纯度偏低，原因可能是___________（填序号）。
I、收集前，集气瓶中未注满水 II、未等导管中气泡连续均匀冒出时就开始收集
III、收集后，集气瓶中仍有少量水 IV、收集好氧气的集气瓶正方在桌面上
2．实验室制取氧气并进行相关实验。
①双氧水和二氧化锰制氧气的化学方程式是__________。
②探究带火星的木条在不同体积分数氧气中的复燃情况，部分实验数据记录如下：
氧气体积分数（%） 30 40 60 70
带火星的木条 不变 稍亮 复燃 复燃
根据上述实验数据得出的结论是________________________。在集气瓶中注入占其容器50%的水（如图所示），用排水法收集氧气，将瓶内的水排尽，用带火星的木条在该集气瓶中进行实验，推测实验现象并说明理由_______________________________________。
步骤 现象 结论
___________ ___________ 氧化铜化学性质没有改变
③双氧水分解也可用氧化铜作催化剂。在0.5g氧化铜中滴加双氧水，反应结束后固体仍为0.5g且呈__________色。设计一个实验，证明在双氧水分解反应后，氧化铜化学性质没有发生改变。
3．实验室利用下图装置制取氧气，并检验氧气的性质。
①A中盛放固体的仪器名称为____________________；A装置制取氧气，反应的化学方程式为____________________________。
②C的收集方法为_________________；铁丝在氧气中燃烧的现象为_______________，反应的化学方程式为_________________，反应类型为_________________。
③B中锥形瓶中放入的二氧化锰的作用是_________________，B装置中使用分液漏斗相比长颈漏斗的优点是_____________________。
④已知氨气是有刺激性气味的无色气体，密度比空气小，极易溶于水，实验室可用加热熟石灰和氯化铵的固体混合物生成氨气。实验室制备氨气选择发生装置的依据是___________和___________，若用下图装置收集氨气，进气口应为_________端（选填“m”或“n”）。
4．生产、生活中有多种获取氧气的方法。
(1)“氯酸钾和二氧化锰共热法”制氧
I加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气的化学方程式_____________________。
II选择A作为发生装置，是因为____________________________________；若要收集一瓶氧气用来做铁丝燃烧的实验，最适宜的收集装置是____________（填“C”、“D”或“E”），原因是___________________________。
(2)“家庭制氧机”制氧
下图是家庭制氧机的示意图。将A（过碳酸钠白色固体）和B（二氧化锰黑色粉末）放入水中即可产生氧气。反应时，反应仓内黑色粉末翻腾，仓壁变热。
已知：过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）易溶于水，在水中会生成Na2CO3和H2O2。
I反应仓内发生反应的基本类型是______________。
II过滤仓中水的作用____________________。
III反应仓与上图B装置中_________________（填仪器名称）作用相似：若过滤仓改用F装置，应使氧气从___________（填“a”或“b”）管进。

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