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第四讲 氧气制取基础
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知识点一： 205930524765△
△
（一）氧气的实验室制法
1.高锰酸钾制氧气：高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
紫黑色粉末（KMnO4） 黑色粉末（K2MnO4） 黑色粉末(MnO2)
2.操作步骤：查 装 定 点 收 离 熄 灭
a. 组装好仪器并检查装置的 性；
b. 将药品装入试管并在试管口堵上一团 ，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；
c. 将试管固定在 上；
d. 集气瓶里装满水并倒放在 中；
e. 点燃 灯，先 热试管，再对准药品处加热；
f. 用排水法收集氧气；
g. 收集完毕，将 撤管撤离水槽；（导管迟到早退）
h. 熄灭酒精灯(酒精灯早出晚归)
3. 注意事项：
a. 试管口微向 倾斜；防止药品中的水分受热后变成水蒸气冷凝成水珠倒流回试管底部(冷凝水回流)，使试管
b. 药品 铺在试管底部；以增大受热面积
c. 试管口塞一团 ；以免试管内的粉末随气流进入导管，使导管堵塞，
d. 铁夹夹在距试管口的 处；
e. 伸入试管内的导管略出 即可；便于气体排出
f. 用 焰对准药品处加热；加热时要先将酒精灯在试管下方来回移动（预热），让试管均匀受热，然后对准放药品部位加热
g.用排水法时，应注意当气泡从导管口连续、 地放出时再收集，否则收集的气体中混有 气。当集气瓶瓶口有气泡冒出时，证明气体已集满
h．停止反应时，应先把导管从再熄水槽里拿出，灭酒精灯 (防止水倒流到试管中导致试管炸裂)。
4.检查装置的气密性：先连接好仪器，然后把导管的一端浸入水里，两手紧贴容器的外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，导管口有 冒出。松开两手，冷却后，导管中形成一段 。
1981835226695 5.氯酸钾制氧气： 氯酸钾 二氧化锰 氯化钾 + 氧气
色粉末（ ） 色粉末（ ）
1930400244475 6.双氧水制氧气： 双氧水 二氧化锰 水 + 氧气
色透明溶液（ ）
1522095208280 7.水通电制氧气： 水 通电 氢气 + 氧气
8.氧气的收集：
a.由于氧气不易溶于水，且不与水反应，所以可以用 法收集；又由于氧气的密度比空气略大，且不与空气中任何成分发生反应，因而还可以用 法收集。用排水法收集的氧气比较 ，而用向上排空气法收集的氧气比较 。
b.检验：将带火星的木条伸人集气瓶中,若木条复燃,证明该气体是氧气.
c.验满和存放：用排水法收集气体时，当有气泡从集气瓶口边缘 时，表明气体已收集满。用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶瓶 ，若木条复燃，表明气体已收集满。收集满氧气的集气瓶要用玻璃片盖住并 放在桌面上。
知识点二： (二)分解反应：由 种物质生成 种或 种以上其他物质的反应
720725201930 A B + C (一变多)
（三）工业制氧：分离 空气
实验室制取氧气，要求反应快、操作简便、便于收集等，但成本高，无法大量生产。工业制取氧气，要求原料廉价易得、成本低廉、能够大量生产、对环境无污染等。
①方法：分离液态空气法 ②原料：空气
③原理：根据氧气、氮气的 点不同，将空气 温 压，使其 化，然后 ，得到氮气和液态氧。在该变化前后，没有新物质生成，属于 变化。 ④贮存：加压到1．5×104 kPa,并贮存在 色的钢瓶中。
除分离液态空气外，工业上还可以用膜分离技术得到含氧90％以上的富氧空气，广泛应用于医疗、发酵工业、化学工业、富氧燃烧等。
自然界中氧气的主要来源——绿色植物的 作用
1427480207010二氧化碳 + 水 葡萄糖 + 氧气
（ ） （ ） （ ） （ ）
绿色植物的光合作用维持着自然界中氧气的平衡。
知识点三：（一）催化剂及催化作用
1.催化剂：在 反应里，能 其他物质的化学反应 ，而本身的 和 在反应 都没有发生 的物质（又叫做触媒）
a.能改变其他物质的化学反应速率，“加快”或“减慢”；
b.化学反应 催化剂本身的质量和化学性质不变，不是化学反应中
c.催化剂有 性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；
d.催化剂的种类繁多，其中 就是日常生活中常见的一种；(生物催化酶)
e.催化剂的 性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；
f.对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢,(KClO3)
g.一个反应的催化剂不一定只有一种(H2O2中MnO2可以用CuSO4)
2.催化剂在化学反应中起 作用

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1.（14年广州卷8）不能从以下两个化学方程式中获取的信息是
反应①：2H2O2 2H2O + O2↑ 反应②：2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
A．反应①和反应②都有气体生成 B．反应①和反应②是在不同条件下进行的
C．反应①和反应②都放出热量 D．反应①和反应②的反应物中都含氧元素
4838065228602.（14年广州卷18）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．加热前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B．先将导管口移入集气瓶，再开始加热
C．收集O2后，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，再移出导气管
39217601746253（20年广州卷27.）（8分）大多数化工生产都有催化剂的参与。
（1）化工生产使用催化剂的目的是 。
（2）研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。
①用如图所示装置和药品制取氧气，反应的化学方程式为 。
②上图收集氧气的方法是向 排空气法。为了检验氧气是否收集满，将 放在集气瓶口。
③反应结束后，弃去试管中的上层清液，再向试管中加入过量稀硫酸，充分振荡，可观察到的现象是 ， 。
④为了制取较大量氧气，并便于多次添加过氧化氢溶液，请从下图中选择合适的仪器或装置，重组一套制取装置，需要用到的是 （填标号）。
（3）下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是 （填标号）。
A.利用太阳光将水分解生产H2
B.将空气中的He分解生产H2
C.常温下Cu从硫酸镁溶液中置换出Mg
D.使一定质量CH4完全燃烧放出的热量变多
30918152838454.（17年广州卷27题）（10分）分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器，可用于滴加液体或分离互不相溶的两种液体，实验室部分装置如A~D所示。

实验室用KMnO4制取O2的化学方程式为 。
实验室制取气体通过反应物状态，反应条件等选用相应的反应装置，请完成下表空格。
制取的气体
反应物
反应条件
反应装置（填字母）
O2
KClO3固体
催化剂MnO2固体、加热
66675236220
169545214630
H2O2溶液
催化剂MnO2固体、常温
C或D
CO2
739775212090 和
常温
723900221615 或
N2
NH4Cl饱和溶液与NaNO2 饱和溶液
加热
38100466725
（3）关于装置C和D的下列说法正确的是 。（双项选择）
A. 装置C发生反应时，分液漏斗下端必须浸没在液体中。
B. 装置D发生反应时，长颈漏斗下端必须浸没在液体中
C. 装置C和D的气密性检查的操作方法相同
D. 装置C和D均可用于制取一定量的H2
5.（15年广州卷21题）（2分）0（3）写出下列反应的化学方程式：
①水通电后分解：____________________； ②过氧化氢分解：___________________。
6.（15年广州卷27题）（9分）实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。
（1）选择发生和收集O2的装置，填写在下表中（填字母）。
选用药品
发生装置
收集装置
H2O2溶液、MnO2
KMnO4
（2）如果用MnO2与浓H2SO4加热制备O2，可选用的发生装置是　 （填字母）。
（3）选用F装置收集气体时，下列实验操作正确的是 　　　　（填序号）。
①反应前，将集气瓶注满水，用玻璃片盖着瓶口，倒立在盛水的水槽中 ②开始反应后，等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶
③收集气体后，将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽
7.（13年广州卷28）517207570485(8分)某同学在实验室用如图装置制备氧气并探究氧气的性质。
（1）该同学制备氧气是应选用的药品是 （限选：H2O2溶液、MnO2、KMnO4）,生成氧气的化学方程式为 。
（2）夏天室温很高的时候，检验该装置气密性的合理方法是：将导管口放入水面下，然后 ，若导管口有气泡冒出，说明装置不漏气。
（3）添加药品，连接仪器，加热试管后导管口有气泡冒出，此时导管口还在集气瓶外面，接下来的操作正确的是 （填字母）。
A、立刻将导管口移入集气瓶B、等到气泡连续且均匀时，再将导管口移入集气瓶
C、立即熄灭酒精灯，将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯
（4该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后，伸进一瓶氧气中，观察到的现是 。进一步证明木炭与氧气发生了化学反应的方法是 。
5162550895358.（12年广州卷26）（4分）实验室用如图所示的装置制取氧气，回答下列问题：
(1)往试管中装入固体粉末时，可先使试管倾斜，用_______把药品小心地送至试管底部
(2)组装该装置时，下列仪器用品的组装顺序是(填序号)___________
① 试管 ②铁架台 ⑧酒精灯 ④木块
9．（2019年重庆B）某同学误将少量KMnO4当成MnO2加入KClO3中进行加热制取氧气，部分物质质量随时间变化如下图所示，下列关于该过程的说法正确的是（ ）
A．c代表氧气 B．t2时刻，O2开始产生
C．t1时刻，KMnO4开始分解 D．起催化作用物质的质量一直保持不变
12．（2019年广州市）地球大气中存在氧气(O2)和臭氧(O3)两种含氧元素的单质，其中臭氧氧主要存在于15000-30000米的高空，能减弱高能量紫外线对地球表面的辐射。
（1）O3表示一个________(填“原子”、“分子”或“离子”)。
（2）高空中可发生转化：false，该变化属于___(填“物理”或“化学”)变化。
（3）镁在氧气中燃烧的化学方程式是____________________。
215900-71120巩固练习
巩固练习
1.向一定质量的过氧化氢溶液加入少量二氧化锰，立即有大量的氧气产生，下列说法正确的是（　 　）
A. 过氧化氢中含有水和氧气
B. 过氧化氢能使二氧化锰分解放出氧气
C. 二氧化锰能加快过氧化氢分解生成水和氧气
D. 该反应中有过氧化氢和二氧化锰两种反应物，不属于分解反应
2. 请根据下图所示仪器装置回答问题：
（1）仪器的名称①_________，⑤__________。
（2）给仪器③中的液体进行加热时，液体体积不能超过其容积的_________。
（3）实验室用高锰酸钾加热制氧气的装置应选_________（填序号，下同）。
（4）实验室用过氧化氢和少量二氧化锰混合制氧气，发生装置应选_________；反应后可以用________的方法分离混合物中的二氧化锰，实验中除用到上述玻璃仪器②外，还需________；其中仪器②在分离操作中所起的作用是________。
3.下列关于氧气的说法中，不正确的是（ ）
A．液氧用于火箭发射是利用氧气的可燃性
B．氧气约占空气总体积的false
C．实验室可用加热高锰酸钾的方法制取氧气
D．氧气可用于医疗急救
4. 以下各反应中，属于化合反应的是 ，属于分解反应的 ，属于氧化反应的是 ，既是化合反应又是氧化反应的是 。
　A．铁+氧气四氧化三铁　　　 B．二氧化碳+水碳酸
　C．过氧化氢水+氧气　 　D．甲烷+氧气二氧化碳+水
　E．碳+氧气二氧化碳　 　F．氧化汞　　 汞＋氧气
5.下列反应中，属于分解反应的是 。
　　①高锰酸钾 锰酸钾＋二氧化锰＋氧气
　　②氧化汞　　 汞＋氧气
　　③碳+氧气二氧化碳
④过氧化氢 水+氧气
第三讲 氧气的性质基础
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知识点一：氧气的物理性质
（1）色、味、态：通常情况下，是 无 色 无 味的 气 体；
（2）密度：标准状况下，密度为1.429g/L，略大于空气；MO2 =32 ＞ M空气=29
P.S.：通常情况下，是指20℃，1.01×105Pa；标准状况下，是指0℃，1.01×105Pa；
（3）溶解性：氧气 不易（能） 溶于水 （鱼在水中生存）
（4）三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。
知识点二：（二）氧气的化学性质：
2771140173355 1.硫与氧气反应： 硫 + 氧气 点燃 二氧化硫
黄 色 固 体（ S ） 刺激 性气味气 体（ SO2 ）
硫在空气中燃烧发出微弱的 淡蓝 色火焰，在氧气中燃烧更旺，发出 蓝紫 色火焰；都生成 无 色有刺激性气味的 气 体，并放出 热量 。
在集气瓶底部要放少量水（H2O），吸收二氧化硫（S），实验完后将燃烧匙立即插入水中，减少污染。
2624455177165 2.木炭与氧气反应： 碳 + 氧气 点燃 二氧化碳
木炭在空气中燃烧发出红光，在氧气中燃烧发出 白 光；都发出热量；生成能使澄清石灰水（Ca(OH)2）变 浑浊 的气体。
反应时，夹木炭的坩埚钳应由 上 往 下 缓慢伸入集气瓶，以便木炭与氧气充分反应
2507615186690 3.铁与氧气的反应： 铁 + 氧气 点燃 四氧化三铁
固 体（ Fe ） 黑 色 固 体（Fe3O4）
铁丝在空气中 不能 燃烧，在氧气中剧烈燃烧，火星四射；放出大量的热，生产黑 色固 体。
铁丝要先擦除 铁锈 ；铁丝下端系一根火柴， 引燃 铁丝；铁丝绕成螺旋状，以 增大 铁丝受热面积；集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水，防止生成的固体物质溅落瓶底，致使集气瓶 炸裂 ；待火柴快燃完时在放入集气瓶内，以免火柴消耗集气瓶内氧气
4.结论：
（1）氧气是一种化学性质 比较活泼 的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应。在这些反应中，氧气提供氧，称为 氧化 反应。氧气便是常见的 氧化 剂，具有氧化性；
（2）物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要 剧烈 。说明物质燃烧程度，与氧气的浓度大小成 正 比；
（3）物质燃烧时有的有火焰，有的会发光，有的会冒烟。一般来说，气体燃烧会有 火焰 产生，固体直接燃烧，产生 烟 或者火星。生成物有固体，一般都会产生烟，即固体小颗粒；
（4）物质与氧气反应不一定是 燃烧 现象，如 缓慢 氧化（动植物呼吸，金属生锈 ）。
（5）氧气支持燃烧，具有助燃性，不具有可燃性，不能作燃料
知识点三1化合反应和氧化反应
化合反应：由 两 种或 两 种以上物质生成另 一 种物质的反应。
1112520151765 A + B C （多变一）
氧化反应：物质与 氧 发生的化学反应 氧可以是氧气也可以是含氧化合物的氧
氧化反应分为： 剧烈 氧化（燃烧）和 缓慢 氧化（动植物呼吸，铁生锈，食物变质）
化合反应与氧化反应没有必然的联系，化合反应不一定是氧化反应，氧化反应也不一定是化合反应，蜡烛燃烧和磷燃烧。
2.实验现象的观察与描述
1.光与火焰：火光是沸点高的固体燃烧产生的现象，如铁、木炭；火焰是气体或者沸点低的固体或者液体的蒸汽燃烧产生的现象，如硫、酒精、气体
2.烟与雾：
3.实验现象与实验结论：描述实验现象时，不能出现生成物名称
4.物质燃烧：一光二热三生成
知识点四：氧气的用途
氧气的用途是供给呼吸和支持燃烧。
【要点诠释】
1.供给呼吸：为病人、登山、潜水、航空和宇航员提供呼吸用的氧气。
2.支持燃烧：利用可燃物跟氧气反应放出热量，工业上用于炼钢、气焊和气割金属、液氧炸药等。
补充知识：
1.镁带在氧气中燃烧（ 白 色 固 体）
实验现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色粉末状固体。
文字表达式：镁（Mg） + 氧气（O2） 氧化镁（MgO）
2.铜丝在空气中灼烧（ 红 色 固 体）
实验现象：加热后，铜丝红热，冷却后，在铜丝表面出现一层 黑 色物质。
文字表达式：铜（Cu） + 氧气（O2） 氧化铜（CuO）
3.红磷在氧气中的燃烧（暗 红 色 固 体）
实验现象：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成大量的 白烟
文字表达式：磷（P）+ 氧气（O2） 五氧化二磷（P2O5）
空气中燃烧情况：黄白色火焰，放热，有大量 白烟
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1.（17年广州卷2）下列关于氧气的说法不正确的是（ D ）
A．O2可以支持燃烧 B．O2可用排水法收集
C．O2可用于医疗急救 D．细铁丝在O2中燃烧生成Fe2O3
2.（17年广州卷3）下列物质属于氧化物的是（ B ）
A．O2 B．SiO2 C．Cu2(OH)2CO3 D．Fe(OH)3
3.（16年广州卷3）下列物质属于混合物的是（ D ）
A.水银 B. 液氮 C.干冰 D. 生铁
4.（15年广州卷10）下列关于物质性质及用途的描述中，错误的是（ B ）
A. 碳具有还原性，可冶炼金属 　　　 　B. 氧气具有氧化性，可作为燃料
C. 氮气的化学性质稳定，可作为保护气 D. 石灰石受热分解，可用于制备生石灰
5.（13年广州卷1）下列关于氧气的说法正确的是（ B ）
A.氧气易溶于水 B.大多数金属能与氧气反应
C.食物腐败不需要氧气 D.硫在氧气中燃烧生成SO3
6.（12年广州卷3）下列物质中属于氧化物的是（ C ）
A．Ca(C1O3)2 B．Zn(OH)2 C．MnO2 D．02
7.（12年广州卷15）下列叙述正确的是（ A ）
A．镁片放置在空气中，不需加热就能在表面生成MgO
B．红磷放置在空气中，不需加热就能燃烧产生P2O5
C．硫粉加热后放入氧气中，燃烧产生SO3气体
D．铁丝加热后放入氧气中，燃烧产生Fe203固体
8．（19年北京市）下列物质在氧气中燃烧，火星四射、生成黑色固体的是（ A ）
A．铁丝 B．红磷 C．甲烷 D．氢气
9．（19年湖南省湘西土家族苗族自治州）下列气体中能使带火星的木条复燃的是（ A ）
A．氧气 B．水蒸气 C．二氧化碳 D．氮气
10．（19年天津市）下列对实验现象的描述不正确的是（ C ）
A．镁条在空气中燃烧，发的耀眼白光
B．硫在氧气中燃烧，发用蓝紫色火焰
C．蜡烛在空气中燃烧，生成二氧化碳和水
D．氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰


11．（19年山东省临沂市）下列说法不正确的是（ B ）
A．细铁丝在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体
B．红磷在空气中燃烧产生大量的白雾
C．硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味的气体
D．少量氯化铵与少量熟石灰粉末混合、研磨，放出刺激性气味气体
12．（19年四川省攀枝花市）关于下列装置使用的说法，不正确的是（ C ）
A．用甲装置制取氧气 B．用乙装置制取二氧化碳
C．用丙装置收集氢气 D． 用丁装置收集氧气
13．（19年吉林省】下列实验现象描述正确的是（ D ）
A．铁丝燃烧时发出耀眼白光
B．红磷燃烧时产生大量白雾
C．氢气燃烧时发出黄色火焰
D．硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
7．（19年江苏省宿迁市）下列说法中正确的是（ B ）
A．催化剂只能加快反应速率
B．溶液一定是混合物
C．分子是保持物质性质的最小微粒
D．空气中氧气的质量分数约为21%
8．（19年山东省济宁市）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下受热分解制取氧气，其化学方程式书写正确的是（ D ）
A．KClO3falseKCl+O2↑ B．2KClO3false2KCl+3O2↑
C．2KClO3false2KCl+3O2↑ D．2KClO3false2KCl+3O2↑
215900-71120巩固练习
巩固练习
1．下列物质在氧气中燃烧，火星四射，有黑色固体生成的是（　C　）
A．硫 B．木炭 C．铁丝 D．红磷
2. 下面氧气(O2）和氮气（N2）的自述中，属于物理性质的是（　C ）
　　　　
3.下列关于氧气的说法正确的是（　A　）
A．液态氧可用作火箭的助燃剂
B．氧气在空气中的体积分数为78%
C．硫在氧气中燃烧发出黄色火焰
D．鱼类能在水中生存，证明氧气易溶于水
4.下列关于氧气的说法正确的是（　C　）
A．氧气易溶于水 B．氧气具有可燃性
C．氧气可以支持燃烧 D．空气中氧气含量最大
5.下列说法中，不正确的是（ A ）
A．木炭在氧气中燃烧时，发出白光，生成黑色固体
B．红磷在氧气中燃烧时，产生大量白烟
C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D．木炭在氧气中燃烧时，发出白光，放出热量
6.下列化学变化中，属于不化合反应的是（C ）。
A.硫+氧气二氧化硫 B.铁+氧气四氧化三铁
C.酒精+氧气二氧化碳+水　 D.氢气+氧气水
7.下列反应中，属于不氧化反应的是（ C ）。
　　A.石蜡+氧气二氧化碳+水　　　　B.碳+氧气二氧化碳
　　C.二氧化碳+水碳酸　　　　　　　D.甲烷+氧气二氧化碳+水

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