2017屆中考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第2課時 氧氣學(xué)案

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1、 第2課時 氧氣 【復(fù)習(xí)目標(biāo)】 1、 了解氧氣的性質(zhì)、用途; 2、 掌握氧氣的實驗室制法,知道氧氣的工業(yè)制法; 3、 知道氧化反應(yīng)、緩慢氧化 【課時安排】教學(xué)安排:1課時 【復(fù)習(xí)重點和難點】 1、了解氧氣的性質(zhì)、用途; 2、掌握氧氣的實驗室制法,知道氧氣的工業(yè)制法; 【學(xué)習(xí)過程】 一、 知識梳理 考點一:氧氣的性質(zhì)、用途 【物理性質(zhì)】密度略大于空氣的密度。不易溶于水。氣態(tài)的氧是無色無味的,液態(tài)氧和固態(tài)氧是淡藍色的。 【化學(xué)性質(zhì)】氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑。氧氣具有助燃性和氧化性。 氧氣與常見物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng) 物質(zhì) 反應(yīng)現(xiàn)象 化學(xué)方程式(表達式) 磷 產(chǎn)生大量白

2、煙、放熱 4P+5O22P2O5 木炭 ① 木炭在空氣中燃燒時持續(xù)紅熱,無煙無焰;木炭在氧氣中劇烈燃燒,并發(fā)出白光 ② 放熱、生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體 C+O2CO2 硫 ① 在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰 ② 放熱、生成有刺激性氣味的氣體 S+ O2SO2 氫氣 ① 純凈的氫氣在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰 ② 放熱、生成能使無水硫酸銅變藍的液體 2H2+O22H2O 鐵 鐵在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放熱,生成黑色固體 3Fe+2O2Fe3O4 鋁 鋁在氧氣中燃燒,發(fā)出耀眼的白光,放熱,生成白色固體 4Al+3O22Al2O

3、3 鋁在空氣中與氧氣反應(yīng),表面形成致密的氧化膜 4Al+3O2=2Al2O3 鎂 鎂在空氣中燃燒,發(fā)出耀眼的白光、放熱、生成白色粉末 2Mg+O22MgO 銅 紅色的固體逐漸變成黑色 2Cu+O22CuO 汞 銀白色液體逐漸變成紅色 2Hg+O22HgO 一氧 化碳 產(chǎn)生藍色火焰,放熱,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體 2CO+O22CO2 蠟燭 火焰發(fā)出白光,放熱,產(chǎn)生能使無水硫酸銅變藍的液體,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體 石蠟+氧氣水+二氧化碳 探究實驗 木炭燃燒實驗 【實驗操作】用坩堝鉗夾取一小塊木炭,在酒精燈上加熱到發(fā)紅,插入到盛有集氣瓶的氧氣

4、中(由瓶口向下緩慢插入),觀察木炭在氧氣里燃燒的現(xiàn)象。燃燒停止后,取出坩堝鉗,向集氣瓶中加入少量澄清的石灰水,振蕩,觀察現(xiàn)象。 【實驗現(xiàn)象】木炭在空氣中燃燒時持續(xù)紅熱,無煙無焰;在氧氣中燃燒更旺,發(fā)出白光。向集氣瓶中加入少量澄清的石灰水后,澄清的石灰水變渾濁。 【化學(xué)方程式】C+O2CO2 【注意事項】木炭應(yīng)該由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中,原因:為了保證有充足的氧氣支持木炭燃燒,防止木炭燃燒生成的二氧化碳使木炭熄滅,確保實驗成功。 硫燃燒實驗 【實驗操作】在燃燒匙里放少量硫,在酒精燈上點燃,然后把盛有燃著硫的燃燒匙由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中,分別觀察硫在空氣中和在氧氣中

5、燃燒的現(xiàn)象。 【實驗現(xiàn)象】硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰。生成一種有刺激性氣味的氣體。 【化學(xué)方程式】S+ O2SO2 【注意事項】在集氣瓶中加入少量的氫氧化鈉溶液,可以吸收有毒的二氧化硫,防止造成空氣污染。 細(xì)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗 【實驗操作】把光亮的細(xì)鐵絲盤成螺旋狀,下端系一根火柴,點燃火柴,待火柴快燃盡時,由上向下緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中(集氣瓶底部要先放少量水或鋪一薄層細(xì)沙)。 【實驗現(xiàn)象】細(xì)鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,生成一種黑色固體。 【化學(xué)方程式】3Fe+2O2Fe3O4 【注意事項】 ① 用砂紙把細(xì)鐵絲磨成光亮的銀白色,是為了

6、除去細(xì)鐵絲表面的雜質(zhì)。 ② 將細(xì)鐵絲盤成螺旋狀,是為了增大細(xì)鐵絲與氧氣的接觸面積。 ③ 把細(xì)鐵絲繞在火柴上,是為了引燃細(xì)鐵絲,使細(xì)鐵絲的溫度達到著火點。 ④ 待火柴快燃盡時才緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中,是為了防止火柴燃燒時消耗氧氣,保證有充足的氧氣與細(xì)鐵絲反應(yīng)。 ⑤ 由上向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中是為了防止細(xì)鐵絲燃燒時放熱使氧氣從集氣瓶口逸出,保證有充足的氧氣與細(xì)鐵絲反應(yīng)。 ⑥ 集氣瓶里要預(yù)先裝少量水或在瓶底鋪上一薄層細(xì)沙,是為了防止灼熱的生成物濺落使集氣瓶瓶底炸裂。 考點二:氧氣的制取 氣體制取裝置 1、氣體發(fā)生裝置: 加熱固體制備氣體的裝置(見上圖①) 反應(yīng)物和

7、反應(yīng)條件的特征:反應(yīng)物都是固體,反應(yīng)需要加熱。 裝置氣密性的檢查方法:將導(dǎo)氣管的出口浸沒在水中,雙手緊握試管。如果水中出現(xiàn)氣泡,說明裝置氣密性良好。(原理:氣體的熱脹冷縮) 鐵夾應(yīng)夾在試管的中上部,大約是距試管口1/3處。 藥品要斜鋪在在試管底部,便于均勻受熱。 試管口要略向下傾斜,防止冷凝水回流熱的試管底部使試管炸裂。 試管內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)稍露出膠塞即可。如果太長,不利于氣體排出。 停止反應(yīng)時,應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。 選擇裝置時,要選擇帶有橡皮塞的彎管。 固液混合在常溫下反應(yīng)制備氣體的裝置 反應(yīng)物和反應(yīng)條件的特征:反應(yīng)物

8、中有固體和液體,反應(yīng)不需要加熱。 要根據(jù)實際情況選擇(a)(b)(c)(d)四種裝置。 裝置(a)的特點:裝置簡單,適用于制取少量的氣體;容易造成氣體泄漏,增加藥品不太方便。 裝置(b)的特點:便于隨時添加藥品。 裝置(c)的特點:可以控制反應(yīng)速率。 如果使用長頸漏斗,注意長頸漏斗的下端管口應(yīng)插入液面以下,形成液封,防止生成的氣體從長頸漏斗逸出。使用分液漏斗時無需考慮這個問題。 選擇裝置時,要選擇帶有橡皮塞的直管。(a)裝置使用單孔橡皮塞,(b)(c)(d)裝置使用雙孔橡皮塞。 固體藥品通過錐形瓶口加入,液體藥品通過分液漏斗加入。 氣體收集裝置 排水法收集氣體的裝置 適

9、用情況:收集的氣體不溶或難溶于水,且不與水反應(yīng)。 注意事項: 集氣瓶中不能留有氣泡,否則收集到的氣體不純。 應(yīng)當(dāng)?shù)鹊綒馀葸B續(xù)均勻地放出后再收集氣體,否則收集到的氣體不純。 在氣泡連續(xù)均勻放出之前,導(dǎo)氣管管口不應(yīng)伸入到集氣瓶口。 如果瓶口出現(xiàn)氣泡,說明氣體收集滿。 如果需要較干燥的氣體,請不要使用排水法。 氣體收集完畢后,要在水下把玻璃片蓋在集氣瓶口上,否則收集到的氣體不純。 收集完畢后,如果收集的氣體的密度比空氣大,集氣瓶口應(yīng)該朝上;如果收集的氣體的密度比空氣小,集氣瓶口應(yīng)該朝下。 向上排空氣法收集氣體的裝置 適用情況:氣體密度大于空氣(相對分子質(zhì)量大于29),且不與空

10、氣中的成分反應(yīng)。 要求:導(dǎo)管伸入集氣瓶底,以利于排凈空氣。 密度和空氣接近的氣體,不宜用排空氣法收集。 暫存氣體時,只需將集氣瓶正放在桌面上,蓋上毛玻璃片就可以了。 向下排空氣法收集氣體的裝置 適用情況:氣體密度小于空氣(相對分子質(zhì)量小于29),且不與空氣中的成分反應(yīng)。 要求:導(dǎo)管伸入集氣瓶底,以利于排凈空氣。 密度和空氣接近的氣體,不宜用排空氣法收集。 暫存氣體時,需要蓋上毛玻璃片并將集氣瓶倒放在桌面上。 導(dǎo)氣管屬于發(fā)生裝置。把導(dǎo)氣管畫在收集裝置中,是為了更好地說明問題。 實驗室制取氧氣 1、加熱高錳酸鉀制取氧氣 反應(yīng)原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2

11、↑ 發(fā)生裝置:由于反應(yīng)物是固體,反應(yīng)需要加熱,所以選擇加熱固體制備氣體的裝置。 收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。 由于氧氣的密度比空氣大,且不與空氣中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。 步驟: ① 查:檢查裝置的氣密性。 ② 裝:將高錳酸鉀裝入干燥的試管,并在試管口放一團棉花,并用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管。 ③ 定:將試管固定在鐵架臺上。 ④ 點:點燃酒精燈,試管均勻受熱后,就使酒精燈固定在試管底部加熱。 ⑤ 收:根據(jù)所選的收集裝置來確定氣體的收集方法。 ⑥ 移:把導(dǎo)管移出水槽。 ⑦ 熄:熄滅酒

12、精燈。 驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。 (用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說明氧氣收集滿了。 檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。 注意事項: 停止反應(yīng)時,應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。 加熱高錳酸鉀時,試管口要放一團棉花,防止高錳酸鉀被吹入導(dǎo)管,使導(dǎo)管堵塞。 棉花不要離高錳酸鉀太近,否則會導(dǎo)致發(fā)生裝置爆炸。 2、分解過氧化氫溶液制取氧氣 反應(yīng)原理:2H2O22H2O+O2↑(催化劑可換成硫酸銅溶液) 發(fā)生裝置:由于

13、反應(yīng)物是固體和液體,反應(yīng)不需要加熱,所以選擇固液混合在常溫下制取氣體的裝置。 收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。 由于氧氣的密度比空氣大,且不與空氣中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。 驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。 (用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說明氧氣收集滿了。 檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。 不能用加熱過氧化氫溶液的方法制取氧氣!因為加熱過氧化氫溶液時,過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣和水蒸氣一

14、起逸出,水蒸氣的干擾會使帶火星的木條不能復(fù)燃。 3、氯酸鉀制取氧氣 反應(yīng)原理:2KClO32KCl+3O2↑ 發(fā)生裝置和收集裝置:和加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置相同。 驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。 (用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說明氧氣收集滿了。 檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。 催化劑 在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。 催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速

15、率,不能改變化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)率。 催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后不改變,其反應(yīng)過程中有可能改變。 不同的化學(xué)反應(yīng)有不同的催化劑,同一化學(xué)反應(yīng)也可能有幾種催化劑。 氧氣的工業(yè)制法 實驗室制取氧氣屬于化學(xué)變化,工業(yè)制取氧氣屬于物理變化,這是二者的根本區(qū)別。 空氣中約含21%的氧氣,是制取氧氣的廉價易得的原料。 第一種制法(分離液態(tài)空氣法):在低溫、加壓的條件下,氣態(tài)空氣變?yōu)橐簯B(tài)。由于液態(tài)氮的沸點比液態(tài)氧的沸點低,在-196℃的情況下,液態(tài)氮蒸發(fā),剩下的就是液態(tài)氧。通常我們把氧氣貯存在藍色的鋼瓶里。 第二種制法:利用膜分離技術(shù),在一定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空

16、氣。 考點三:氧化反應(yīng) 氧化反應(yīng) 氧化反應(yīng):物質(zhì)跟氧發(fā)生的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)。它不屬于基本反應(yīng)類型。 氧化還原反應(yīng)與四大基本反應(yīng)的關(guān)系: 氧化反應(yīng) 復(fù)分解反應(yīng) 置換反應(yīng) 化合反應(yīng) 分解反應(yīng) 氧化反應(yīng)包括劇烈氧化和緩慢氧化。 劇烈氧化會發(fā)光、放熱,如燃燒、爆炸;緩慢氧化放熱較少,但不會發(fā)光,如動植物呼吸、食物的腐敗、酒和醋的釀造、農(nóng)家肥料的腐熟等。 二、題型、方法歸納: 本課題是中考必考內(nèi)容,主要考查:氧氣的性質(zhì)和制法及有關(guān)實驗現(xiàn)象的分析和描述,以及對氧化反應(yīng)、催化劑、催化作用等概念的理解,常見的題型有選擇、填空、探究題。 三、典例精講: 【典型例題講解】(通過學(xué)

17、生的自講,自糾完成下列各題) 例1:氧氣是空氣的主要成分之一,有關(guān)氧氣的說法錯誤的是( ) A.帶火星的木條可以檢驗氧氣 B.氧氣的化學(xué)性質(zhì)比氮氣活潑 C.魚類能在水中生存說明氧氣易溶于水 D.在常溫下,氧氣也能與有些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 例2:下列說法錯誤的是( ) A.木炭在氧氣中劇烈燃燒,生成黑色固體 B.硫在空氣中燃燒,生成有刺激性氣味的氣體 C.鐵絲在氧氣中燃燒時,火星四射 D.蠟燭燃燒的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁 例3:實驗室制取氧氣大致可分為下列步驟:①點燃酒精燈,加熱試管.②檢查裝置的氣密性.③將高錳酸鉀裝入試管,塞入一小團棉花,用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管,并把

18、試管固定在鐵架臺上.④用排水法收集氧氣.⑤熄滅酒精燈.⑥將導(dǎo)管從水槽中取出.正確的操作順序為___________________. 例4:催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用是( ) (A)加快化學(xué)反應(yīng)速率 (B)使生成物質(zhì)量增加 (C)改變化學(xué)反應(yīng)速率 (D)減慢化學(xué)反應(yīng)速率 例5:現(xiàn)有下圖所示的實驗裝置,請回答問題: (1)在加入藥品之前應(yīng)對實驗裝置進行 ??。 (2)用高錳酸鉀制氧氣可選用的發(fā)生裝置是????(填字母序號,下同);用過氧化氫制氧氣可選用的發(fā)生裝置是?????。你認(rèn)為兩套裝置不一樣的主要原因是????? (3)某同學(xué)用E裝置收集氧氣,理由是??

19、???,為什么導(dǎo)管口剛有氣泡冒出時,不宜立即收集??????????。 (4)若選用B裝置制備氣體時應(yīng)注意什么????????????。 參考答案 典例精講: 【典型例題講解】(通過學(xué)生的自講,自糾完成下列各題) 例1:C 【解析】氧氣可以支持燃燒,故能使帶火星的木條復(fù)燃,利用這一性質(zhì)可以鑒別氧氣,故A正確;氧氣能與許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)越劇烈,而氮氣一般不與其他物質(zhì)反應(yīng),故B、D正確;魚類能在水中生存,說明水中有氧氣,但不能說明氧氣易溶于水。氧氣是不易溶于水的,通常狀況下,1升水中大約能溶解30ml氧氣,故C錯。 例2:A 【解析】木炭在氧氣中燃燒,發(fā)出白光,放

20、出熱量,生成使澄清的石灰水變渾濁的氣體,無黑色固體生成。 例3:②③①④⑥⑤ 【解析】根據(jù)高們酸鉀制取氧氣的步驟:① 查:檢查裝置的氣密性。 ② 裝:將高錳酸鉀裝入干燥的試管,并在試管口放一團棉花,并用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管。③ 定:將試管固定在鐵架臺上。④ 點:點燃酒精燈,試管均勻受熱后,就使酒精燈固定在試管底部加熱。⑤ 收:根據(jù)所選的收集裝置來確定氣體的收集方法。⑥ 移:把導(dǎo)管移出水槽。⑦ 熄:熄滅酒精燈,進行分析。 例4:C 【解析】根據(jù)催化劑的定義分析:在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率,不能改變化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)率。 例5:(1)檢查裝置的氣密性(2)A ;B反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件不同 (3) 氧氣不易溶于水?剛開始冒出的是裝置內(nèi)的空氣 (4)長頸漏斗插到液面以下,防止氣體從長頸漏斗逸出 【解析】(1)制取一種氣體前,一定要先檢查裝置的氣密性,以免漏氣而收集不到氣體。 10

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