3.1.2 空气与氧气-氧气的性质及制取（解析版）

1、2022-2023学年八年级下册科学精讲精练3.1.2 空气与氧气-氧气的性质及制取知识点填写三、氧气的性质1.氧气的物理性质：通常情况下，氧气是一种无色、无味的气体；在标准状况下(0、101kPa) ，其密度为1.429g/L，比空气的密度(1.293g/L)略大；不易溶于水。氧气的三态变化为：氧气淡蓝色液体雪花状蓝色固体。2.氧气的化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，放出热量。四、氧气的制取1.氧气的实验室制法：实验室利用含氧物质通过分解反应制得氧气。(1)反应原理 ：过氧化氢二氧化锰水+氧气；氯酸钾氯化钾+氧气；高锰酸钾加热锰酸钾+二氧化锰+

2、氧气(2)实验室用加热高锰酸钾制取氧气操作步骤：检查装置的气密性：把导管一端浸入水中，两手紧握试管外壁，导管口会有气泡冒出，松开两手，一段时间后，导管中就会形成一段水柱。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。要用纸槽或药匙将高锰酸钾斜铺在试管底部。把实验所用仪器固定在铁架台上，注意铁夹夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜；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。当气泡连续、均匀地放出后，用排水法收集气体。收集完毕，将导管撤离水槽。熄灭酒精灯。(3)检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该集气瓶

3、内的气体是氧气。(4)验满方法：用向上排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，说明该瓶内的氧气已收集满。2.氧气的工业制法(1)原料：空气。(2)制取方法。液化蒸发空气法：利用氮气(沸点-196)、氧气(沸点-183)沸点不同，用液化空气分离法制取。二、催化剂和催化作用(1)催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质(又叫触媒)。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。三、化合反应和分解反应(1)化合反应定义：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应，叫作化合反应，它属于化学反应的基本类型之一。特点：反应物有多种，生成物

4、只有一种，即“多变一”。(2)分解反应定义：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫作分解反应，分解反应也属于化学反应的基本类型之一。特点：反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。同步练习1下列关于氧气的性质描述，错误的是（）A氧气极易溶解于水，使水中生物能生存B氧气的密度比空气略大C氧气是一种化学性质比较活泼的气体D液氧是一种淡蓝色的液体【答案】A【解析】【详解】试题分析：氧气是不易溶于水，而不是极易溶于水，错误，故选A2下表表示夏季某湖泊随水深不同，水温和水中溶解氧的变化情况。收集这些数据是为了研究一些问题。下列问题中，不属于该项研究的一项是（）水深（m）水面135791113151

5、71921水温（oC）232221201510655444溶解氧（mg/100ml）121211964333222A鱼有时游到湖面甚至将嘴伸出湖面进行呼吸的理由是什么？B水温和溶解氧与阳光能射入湖水的深度之间的关系是什么？C浮游植物主要在近水面处生长的原因是什么？D湖泊中的溶解氧主要来自空气中的氧气吗？【答案】D【解析】【详解】A、越接近水面，溶氧量越高，能说明鱼到湖面呼吸的原因，故A正确；B、阳光能射入的地方，温度就高，溶解氧气的量也多，此项可以研究，故B正确；C、浮游植物生长需要较多的氧气，深水处浮游植物就少，因为含氧量低，故C正确；D、从提供的数据不能体现湖泊中溶解氧的来源，故D不正确。

6、故选D。3如图是“用双氧水制取一瓶氧气”实验的主要步骤，其中操作错误的是（）A放入药品B收集气体C检查装置气密性D验满【答案】D【解析】【分析】【详解】A、倾倒液体时，取下瓶塞倒放在桌面上，标签朝向手心持瓶，瓶口紧靠试管口缓缓倒入液体，选项正确；B、氧气的密度大于空气的密度，采用向上排空气法收集气体时，集气瓶口朝上，将导管伸进瓶底附近收集氧气，选项正确；C、检查装置气密性时，将导管的出气端浸入水中，手紧握试管外壁，观察到导管口处产生气泡，表明装置气密性良好，选项正确；D、用带火星木条验满氧气时，应将带火星木条伸到集气瓶口处，不能伸进瓶内，选项错误；故选D。4图示为有关氧气的知识结构图（部分反应

7、条件省略，参加反应的氧气为足量）。下列相关说法合理的是（） A反应后为CO2，为Fe2O3B氧气与C、P、Fe发生放热的化合反应C用反应制造氧气时，MnO2是反应物D两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性【答案】B【解析】【分析】【详解】A、铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，故A错误。B、C、P、Fe分别在氧气中点燃生成二氧化碳、五氧化二磷和四氧化三铁，反应均放出大量热，且为化合反应，故B正确。C、反应表示过氧化氢溶液在二氧化锰的催化下产生氧气，二氧化锰是催化剂，不参与反应，故C错误。D、两种方法制取氧气时，采用的分别是加热高锰酸钾、氯酸钾的方法，都需要检查气密性，故D错误。故选B。5氧气广泛用于

8、炼钢、焊接或切割金属等，这些应用依据氧气的性质是（）A不易溶于水B密度比空气略大C无色、无味的气体D与其他物质反应时放出大量的热【答案】D【解析】【详解】ABC，这三项内容为氧气的物理性质，描述正确；但不是“氧气广泛用于炼钢，焊接或切割金属等”的原因；D的描述“与其他物质反应时放出大量的热”为此原因。故选D。6有关氧气的收集、检验、验满，下列叙述正确的是（）A甲装置为向下排空气法，可用于收集氧气B利用乙装置收集氧气，气体从a通入C用燃着的木条伸入丙中，若木条熄灭表明该气体是氧气D将带火星的木条放置于丁装置d处可检验氧气是否集满【答案】D【解析】【分析】【详解】A、氧气的密度比空气大，应用向上排

9、空气法来收集，故A错误。B、氧气的密度比水小，利用乙装置收集氧气，气体从b通入，故B错误。C、氧气具有助燃性，用燃着的木条伸入丙中，若木条燃烧得更旺盛，表明该气体是氧气，故C错误。D、氧气的密度比空气大，用装置丁收集氧气时，氧气从长管进入，氧气具有助燃性，将带火星的木条放置于丁装置 d 处可检验氧气是否收集满，故D正确。故选D。7如图是工业上分离液态空气制取氧气的微观示意图，分析图示并结合有关知识，判断下列说法中正确的是（）A空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子体积比液态空气中相应的分子体积大B液态空气和空气中各分子都在不断运动且运动速度相同C工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧

10、气D分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类发生改变，而原子种类不发生改变【答案】C【解析】【详解】A、空气比等质量的液态空气体积大的原因是空气中分子间隔比液态分子间隔大的缘故，故选项错误；B、液态空气和空气中分子都在不断运动但是速率不同，故选项错误；C、工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离得到氧气，故选项正确；D、分离液态空气制取氧气的微观实质是变化前后分子的种类不变，故选项错误。故选C。8某同学在探究“寻找常温下能加速过氧化氢分解的物质，并通过实验比较它们的效果”的过程中，设计了四组实验装置。在两两对比实验中，下列观察（或测定）方法最难以比较样品对过氧化氢分解加速效果的是（）A第一

11、组是同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化情况B第二组是同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢C第三组是分两次实验，看木条是否能复燃D第四组是分两次实验，比较反应过程中收集一定体积氧气所需的时间【答案】C【解析】【详解】A、其他条件相同时，观察气球体积变大的快慢，体积变大得快的反应速度快，该实验可以比较样品对过氧化氢分解加速效果；B、滴加的过氧化氢相同时，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢，气泡产生快的反应速度快，该实验可以比较样品对过氧化氢分解加速效果；C、第三组是分两次实验，看木条是否能复燃，只能看出是否生成了氧气，不能准确判定速度，该实验难以比较样品对过氧化氢分解加速效

12、果；D、第四组是分两次实验，比较反应过程中收集一定体积的气体所需要的时间，收集满时用时短的反应速度快，该实验可以比较样品对过氧化氢分解加速效果。故选C。9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图所示。下列关于该过程的说法正确的是（）Ac 代表氧气Bt2时刻，O2开始产生Ct1 时刻，KMnO4开始分解D起催化作用物质的质量一直保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】根据高锰酸钾加热生成二氧化锰可以做催化剂，同时生成氧气；氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氧气。判断图中a：氯酸钾，b：高锰酸钾，c：氯化钾；t1时刻，KMnO

13、4开始分解产生氧气；起催化作用物质是高锰酸钾分解产生的二氧化锰，随着加热反应进行其质量先增大，直至高锰酸钾完全分解后，二氧化锰质量保持不变。故选C。10某研究小组以过氧化氢溶液为原料，探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下：在锥形瓶中加入20ml5%H2O2溶液，分别取等量的K2Cr2O7、CuO、Fe2O3三种催化剂，采用如图装置进行实验，记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。（1）写出图甲操作中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：_。（2）实验中，小明用_来反映产生氧气的多少。（3）若用p1、p2、p3分别表示K2Cr2O7、CuO、Fe2O3作为催化剂时锥形瓶内最终气压，写出p

14、1、p2、p3大小关系_。（4）为了证明CuO是催化剂，除了证明它能改变（加快）过氧化氢溶液的分解还要证明：_ 。【答案】 用手捂住锥形瓶，若观测到导管口有气泡冒出则气密性良好 装置内气压大小 P1=P2=P3 反应前后质量不变、化学性质不变【解析】【分析】【详解】（1）图甲操作中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据：用手捂住锥形瓶，若观测到导管口有气泡冒出则气密性良好。 （2）实验中，小明用装置内气压大小来反映产生氧气的多少。 （3）无论使用哪种催化剂，最终生成氧气的体积是相同的，则最终装置内的气压相等，即p1=p2=p3。（4）为了证明CuO是催化剂，除了证明它能改变（加快）过氧

15、化氢溶液的分解还要证明：反应前后质量不变、化学性质不变 。 11如图是实验室制取常见气体的装置图，据图回答问题：（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，应选用的装置是_（填装置标号，下同），反应的化学方程式为_；（2）实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰固体混合物来制取甲烷气体。要制取并收集甲烷（密度比空气小，难溶于水），可选用的发生和收集装置依次是_；（3）小明在学习了“用过氧化氢制取氧气”的知识后，进行如下实验：a、按图组装实验仪器并进行气密性检查。b、取10毫升溶质质量分数为3%的过氧化氢溶液和0.03克二氧化锰装入容器，塞紧橡皮塞，按上压强测量仪（如图）c、倾斜装置，使过氧化氢溶液和二氧

16、化猛充分混合，用压强测量仪测量容器内的气压。d、分别用0.06克、0.09克和0.12克相同的二氧化锰重复上述实验，整理相关数据如图实验中，小明用_来反映产生氧气的多少；本实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响”外，在此基础上还可以研究的问题是_。实验结束后，小明回收了二氧化锰。如果要证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需验证二氧化锰的_保持不变。【答案】 AC或AE 2H2O2 2H2O+O2 BD或BE 用容器内压强的大小 二氧化锰的质量对反应速率的影响 质量和化学性质【解析】【分析】【详解】（1）以过氧化氢溶液为原料制取并收集氧气，不需要加热，适合用装置A作发生装置

17、；氧气的密度比空气大，不易溶于水，可用排水法和向上排空气法收集，应选用的装置组合为：AC或AE；过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2 2H2O+O2；（2）实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰固体混合物来制取甲烷气体，反应条件是加热，反应物是固体，适合用装置B作发生装置；甲烷密度比空气小，难溶于水，可用向下排空气法和排水法收集，所以可选用的发生和收集装置依次是BD或BE；（3）实验中，容器内气体的压强越大，说明产生的氧气越多，压强越小，说明产生的氧气越少，因此小明是用容器内压强的大小来反映产生氧气的多少；由图中数据可知，二氧化锰的质量大小能够影响反应的速率，但是不影

18、响产生氧气的质量，因此本实验除了研究“二氧化锰质量对过氧化氢分解产生氧气质量的影响外”还可以研究的问题是二氧化锰的质量对反应速率的影响；由于催化剂只是改变其他物质的反应速率，在反应前后本身的质量和化学性质都没有发生改变。所以要验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，还需验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后保持不变。12某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验（1）为探究催化剂的种类对双氧水分解速度的影响，甲设计以下对比实验：将3.0g 10%H2O2溶液与1.0g MnO2均匀混合将x g 10%H2O2溶液与1.0g CuO均匀混合在相同温度下，比较两组实验产生O2的快慢中x的值应

19、为_（2）乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素实验数据记录如下：双氧水的质量双氧水的浓度MnO2的质量相同时间内产生O2体积50.0g1%0.1g9mL50.0g2%0.1g16mL50.0g4%0.1g31mL本实验中，测量O2体积的装置是_（填编号）（3）丙用如图2装置进行实验，通过比较_也能达到实验目的【答案】 3.0 c 相同时间天平读数差值大小【解析】【分析】过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气，双氧水分解速度与过氧化氢的浓度有关。【详解】（1）控制双氧水的质量和质量分数相等，比较二氧化锰和氧化铜的催化效果，故中x的值应为3.0。（2）气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水，所以本

20、实验中，测量O2体积的装置是c。（3）由于反应生成氧气能逸出到空气中，敞口的容器中剩余物质的质量减轻，减轻的质量就是生成的氧气的质量，丙用如图2装置进行实验，通过比较相同时间天平读数差值大小也能达到实验目的。13实验室常用下列装置制取气体和研究气体的性质，根据所学知识回答下列问题：（1）字母X所指仪器的名称是_（2）如果采用F装置试验氧气的性质，收集氧气时最好选择气体收集装置中的_（填序号）。（3）用高锰酸钾制取时，装置A还需做的一点改动是_。（4）若收集的气体是密度比空气大的有毒气体，选用G装置收集气体可避免污染空气。收集时气体应从G装置的_导管进入，并进行尾气处理。【答案】 长颈漏斗 E

21、试管口放一团棉花 a【解析】【分析】【详解】（1）字母X所指仪器的名称是长颈漏斗。（2）如果采用F装置试验氧气的性质，收集氧气时最好选择气体收集装置中的排水法，方便在集气瓶中留少量水。（3）加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，是为了防止高锰酸钾粉末进入导管。（4）因为收集的气体密度比空气大，要用向上排空气法收集，选用G装置收集时要长进短出，故气体应从G装置的a导管进入。14某化学兴趣小组利用如图装置探究制取气体的原理、方法。结合装置图，回答下列问题：（1）写出图中标号仪器的名称：a_，b_；（2）用高锰酸钾制取氧气时可选用的发生装置是_（填上图字母），原理是_（用化学方程式表示），可选用C装置收集氧气，其原因是_；（3）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取一