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- 2021-11-10 发布
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第
6
课时
氧气和二氧化碳
化学
|
第一部分 考点过关
知识体系
性质
物理性质
通常状况下,氧气是
色、
味的气体,
溶于水,密度比空气
.
降温加压后能转变成淡蓝色的液体或雪花状的蓝色固体
化学性质
比较活泼,表现为有
性
①
氧气与非金属单质反应:
C
、
S
、
P
等在氧气中燃烧;
②
氧气与金属单质反应:
Mg
、
Al
、
Fe
等在氧气中燃烧;
③
氧气与有机物发生反应:
CH
4
、
C
2
H
2
、
C
4
H
10
等在氧气中燃烧,呼吸作用等
氧气、二氧化碳
(1)
说出氧气的主要物理性质、化学性质
(
氧化性
)
及用途
重点梳理
无
无
不易
略大
氧化
(
续表
)
用途
①
支持燃烧:炼钢,气割气焊,液氧炸药,火箭助燃剂等
;
②
供给呼吸:航空,登山,潜水,医疗等
(2)
说出实验室制备、收集氧气的原理、装置、主要步骤及说明检验氧气的方法
(
续表
)
实验
步骤
①
H
2
O
2
制取氧气的步骤:
a.
检查装置气密性;
b.
装入药品;
c.
打开活塞进行反应;
d.
用向上排空气法收集氧气;
e.
收集完毕后关闭分液漏斗活塞;
f.
回收二氧化锰
②
H
2
O
2
制取氧气的注意事项:
a.
分液漏斗可控制
H
2
O
2
的用量,从而控制生成氧气的量;分液漏斗
下端
_______
插入液面以下;
b.
用向上排空气法收集
O
2
时,导管应伸入集气瓶
③
用
KClO
3
(MnO
2
)
、
KMnO
4
制取氧气的步骤:
a.
检查装置气密性;
b.
将药品装入试管,将试管固定在铁架台上;
c.
点燃酒精灯加热,用排水法收集氧气;
d.
收集完毕后将导管撤离水槽;熄灭酒精灯
(
可概括为
“
查、装、定、点、收、移、熄
”)
不需要
底部
(
续表
)
实验
步骤
④
用
KClO
3
(MnO
2
)
、
KMnO
4
制取氧气的注意事项:
a.
药品
于试管底部,加热分解
KMnO
4
,导管口放置蓬松的
(
防止高锰酸钾随氧气进入水槽或堵塞导管
)
;
b.
导管稍微
橡皮塞
(
便于气体排出
)
;
c.
铁夹夹在距离试管口
处,试管口略
倾斜
(
防止
)
;
d.
用酒精灯
焰加热;
e.
用排水法收集
O
2
时,待气泡
均匀冒出时再开始收集;
f.
导管撤离水槽后,熄灭酒精灯
(
防止水倒吸入试管,引起试管炸裂
)
平铺
棉花团
露出
向下
冷凝水倒流回试管底部引起试管炸裂
外
连续
(
续表
)
收集
检验
①
收集及验满方法:
a.
排水法:当
有大量气泡冒出说明已收集满;
b.
向上排空气法:用带火星的木条放置在
,如果复燃则已收集满
②
检验方法:
用带火星的木条
集
气瓶内,如果复燃则为氧气
集气瓶口
集气瓶口
伸入
(3)
说出二氧化碳的主要物理性质、化学性质及用途
无
无
大
能
干冰
(4)
说出实验室制备、收集二氧化碳的原理、装置、主要步骤及说明检验二氧化碳气体的方法
微溶
挥发性
快
(
续表
)
实验
装置
实验
步骤
①
实验室制取二氧化碳的步骤:
a.
按要求连接仪器并检查装置的气密性;
b.
装入大理石
(
或石灰石
)
,塞紧橡皮塞;
c.
把反应装置固定好;从长颈漏斗加入稀盐酸至浸没长颈漏斗下端管口;
d.
收集气体
;
(
续表
)
实验
步骤
e
.
检验气体是否收集满
(
可概括为
“
查、装、定、加、收、验
”)
②
实验室制取二氧化碳的注意事项:
a.
长颈漏斗末端须插入
,防止气体从长颈漏斗中
;
b.
此反应装置不能加热
收集
检验
①
收集及验满方法:
向上排空气法:用燃着的木条放置在
,如果木条熄灭则已集满
②
检验方法:
将气体通入澄清石灰水中,如果澄清石灰水变
,则为二氧化碳
液面下
逸出
集气瓶口
浑浊
对点练习
1.
[2019·
葫芦岛
]
下列有关实验现象描述正确的是
(
)
A.
红磷在空气中不能燃烧
B.
木炭燃烧后生成黑色固体
C.
镁在空气中燃烧生成白色固体
D.
铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧
C
2.
[2019·
宜昌
]
如图
H6-1
是硫在空气和氧气中燃烧的实验
.
下列说法不正确的是
(
)
A.
氧气含量越多硫燃烧越剧烈
B.
硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
C.
瓶底的水可以吸收生成的有害气体
D.
硫在空气和氧气中燃烧的生成物不同
D
图
H6-1
3.
如图
H6-2
所示实验中,
①④
为用紫色石蕊溶液润湿的棉球,
②③
为浸过紫色石蕊溶液的干燥棉球
.
下列能准确描述实验现象的是
(
)
A.④
比
①
先红,
②③
不变红
B.①
比
④
先红,
②③
不变红
C.④
变红,
①②③
不变红
D.①
变红,
②③④
不变红
A
图
H6-2
4.
[2019·
上海
]
一定条件下,能与二氧化碳反应的是
(
)
A.
木炭
B.
一氧化碳
C.
氧化铜
D.
氧气
A
5.
下列有关实验室制取气体的说法错误的是
(
)
A.
装置
①
可作为
CO
2
的发生装置
B.
装置
②
干燥
O
2
时,气体由
a
管进
b
管出
C.
装置
③
可用作
O
2
的收集装置
D.
装置
④
是收集
CO
2
气体的验满方法
D
图
H6-3
6.
[2019·
辽阳
]
实验室用如图
H6-4
所示装置进行相关实验,请回答问题
.
(1)
写出
①
的仪器名称:
.
(2)
实验室制取氧气和二氧化碳均可选择的装置组合是
(
填字母
).
(3)
加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气的化学方程式是
.
(4)
选用
E
装置收集气体时,表明气体已集满的现象是
.
长颈漏斗
图
H6-4
BC
有大气泡从集气瓶口逸出
6.
[2019·
辽阳
]
实验室用如图
H6-4
所示装置进行相关实验,请回答问题
.
(5)F
装置可用于检验二氧化碳,瓶中液体是澄清石灰水,气体应从
(
填
“a”
或
“b”)
端通入
.
a
图
H6-4
重点一 实验室制备、收集和检验氧气的原理、装置及步骤
例
1
进行氧气制取与性质检验的实验
.
图
H6-5
(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
(
填序号
).
(2)
实验中,用装有一定量水的集气瓶进行排水法收集氧气,能使带火星木条复燃,那么使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值是多少呢
?
进一步展开探究
.
AE
第一组实验:
5
只容积均为
100 mL
的集气瓶,分别装入一定体积的水,再用排水法收集氧气,恰好把
5
只集气瓶中的水排出,将带火星的木条依次伸入
5
只集气瓶中,记录实验现象
.
以相同方法完成第二组实验,两组实验的数据和现象见下表
(
已知空气中氧气的体积分数为
21%).
第一组
第二组
集气瓶编号
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
集气前装入集气瓶内水的体积
(mL)
10
20
30
40
50
31
33
35
37
39
带火星木条的状况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
很亮
很亮
复燃
复燃
复燃
①
第一组实验
D
瓶,集气结束时氧气的体积分数为
%.
②
经计算,第二组实验
C
瓶的氧气体积分数为
48.65%
,由此得出
“
使带火星的木条复燃的氧气体积分数的最低值只能是
48.65%”
的结论,对此结论和过程进行评价:
__________________________________________________________________
.
52.6
该结论不严谨;实验过程可省去第二组中编号
A
、
D
、
E
的实验,补充一个当水的体积为
34 mL
的实验
【
变式
1
】
[2018·
深圳
]
小明进行
H
2
O
2
溶液制
O
2
的实验探究
.
结合下列过程,回答有关问题
.
MnO
2
作催化剂:向
5 mL 5%
的
H
2
O
2
溶液中加入少量
MnO
2
,立即产生大量气泡
.
图
H6-6
(1)
写出用
H
2
O
2
溶液制备
O
2
的化学方程式:
.
(2)
用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的
O
2
,从所给装置图中选择并组装一套装置,其连接顺序为
(
填序号
).
为了确保实验成功,在装药品之前应该
.
B→C→E
检查装置的气密性
【
变式
1
】
[2018·
深圳
]
小明进行
H
2
O
2
溶液制
O
2
的实验探究
.
结合下列过程,回答有关问题
.
MnO
2
作催化剂:向
5 mL 5%
的
H
2
O
2
溶液中加入少量
MnO
2
,立即产生大量气泡
.
图
H6-6
(3)
检验
O
2
的方法是
,若木条复燃,则证明收集的气体为
O
2
.
将带火星的木条伸入集气瓶中
重点二 实验室制备、收集和检验二氧化碳的原理、装置及步骤
例
2
某学习小组用下列装置进行
CO
2
的制取及性质探究实验
.
图
H6-7
资料卡片
20 ℃
时,碳酸钠在乙醇中几乎不溶解,氢氧化钠在乙醇中的溶解度为
17.3 g.20 ℃
时,碳酸钠、碳酸氢钠在水中的溶解度分别为
21.8 g
和
9.6 g.
请回答下列问题
.
(1)
图中装置
A
是用大理石制
CO
2
的装置,仪器
a
的名称是
;装置
A
中发生反应的化学方程式是
,在
b
处检验是否有
CO
2
逸出的操作是
.
(2)
装置
C
中放有干和湿的
pH
试纸各一张,当通入
CO
2
一段时间后,湿
pH
试纸显示
pH
约为
6
,干
pH
试纸显示
pH
仍为
7
,实验结论是
______________________
.
图
H6-7
长颈漏斗
将燃着的木条放在导管口
b
处
二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性
例
2
某学习小组用下列装置进行
CO
2
的制取及性质探究实验
.
图
H6-7
资料卡片
20 ℃
时,碳酸钠在乙醇中几乎不溶解,氢氧化钠在乙醇中的溶解度为
17.3 g.20 ℃
时,碳酸钠、碳酸氢钠在水中的溶解度分别为
21.8 g
和
9.6 g.
请回答下列问题
.
(3)
当通入
CO
2
一段时间后,装置
D
中观察到溶液中有白色沉淀
(NaHCO
3
)
出现,则反应的化学方程式是
.
(4)
当通入
CO
2
一段时间后,装置
E
中观察到的实验现象是
,则发生反应的化学方程式是
.
图
H6-7
有白色沉淀产生
重点三 氧气、二氧化碳的性质
例
3
化学实验是学习化学的基础,请根据图
H6-8
回答问题:
图
H6-8
(1)
如图
H6-8A
,把二氧化碳气体沿烧杯壁慢慢倒入,观察到的现象是
________
(
填
“
上
”
或
“
下
”)
层蜡烛先熄灭
.
因此,由这一性质决定的二氧化碳的用途是
.
下
灭火
例
3
化学实验是学习化学的基础,
请根据图
H6-8
回答问题:
(2)
如图
B
,分别取直径相同的镁条和
铁丝各
15 cm
,观察它们与氧气反应
的现象,记录如下:
图
H6-8
物质
镁条
铁丝
现象
在空气中点燃后,剧烈燃烧,发出耀眼白光
在空气中不燃烧;将铁丝绕成螺旋状并在末端系一根火柴,点燃火柴后,放入氧气中,铁丝剧烈燃烧,火星四射
选择相同长度和直径的上述两种金属做实验的目的是
,在螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是
,写出铁丝在氧气中发生反应的化学方程式:
,此反应属于
.
做对比实验
图
H6-8
引燃铁丝
化合反应
1.
[2019·
绥化
]
下列有关氧气的说法中正确的是
(
)
A.
氧气能支持燃烧,可作燃料
B.
铁丝在氧气中燃烧生成三氧化二铁
C.
硫在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰
D.
红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C
2.
把干燥的蓝色石蕊试纸放在
CO
2
气体中,石蕊试纸不变色
.
将
CO
2
气体通入滴有石蕊指示剂的水中,溶液变红色
.
再将该溶液敞口加热一段时间,发现溶液的红色褪去,冷却到原温度后,再次通入
CO
2
,溶液又变红色
.
上述实验现象不能说明的是
(
)
A.CO
2
能和水发生化学反应
B.CO
2
的水溶液具有酸性
C.
加热能使
CO
2
水溶液的酸性减弱
D.CO
2
具有酸性
D
3.
[2019·
重庆
B]
某同学误将少量
KMnO
4
当成
MnO
2
加入
KClO
3
中进行加热制取氧气,部分物质质量随时间变化如图
H6-9
所示
.
下列关于该过程的说法正确的是
(
)
A.c
代表氧气
B.
t
2
时刻,
O
2
开始产生
C.
t
1
时刻,
KMnO
4
开始分解
D.
起催化作用物质的质量一直保持不变
图
H6-9
[
答案
]
C
[
解析
]
由图示可知,
c
代表氯化钾;由图可知,
t
1
时刻,
KMnO
4
开始分解放出氧气,
t
2
时刻,氯酸钾开始分解放出氧气;该反应过程中二氧化锰对氯酸钾分解起催化作用,而二氧化锰是高锰酸钾分解生成的,其质量随高锰酸钾的分解逐渐增加。
4.
常温下块状大理石投入足量稀硫酸中,刚开始能产生气体,但很快就停止产生
.
而将大理石粉末逐步加入足量稀硫酸中却能持续产生气体
.
由此得出的结论或推理正确的是
(
)
A.
物质间是否发生化学反应,只和反应的条件有关
B.
反应物之间必须直接接触才会发生化学反应
C.
块状大理石与粉末状大理石的化学性质不同
D.
硫酸钡粉末也可和盐酸发生化学反应而溶解
B
5.
下列关于
O
2
、
CO
2
的说法正确的是
(
)
A.
都含有氧分子
B.CO
2
可用于灭火
C.
植物的光合作用可将
O
2
转化成
CO
2
D.
鱼类能在水中生活,证明氧气易溶于水
B
6.
[2019·
陕西
]
下面甲、乙是实验室制备
CO
2
和某同学设计的验证
CO
2
性质的实验装置图
.
图
H6-10
(1)
标有字母
a
的仪器名称是
.
(2)
甲中发生反应的化学方程式是
.
[
答案
]
长颈漏斗
[
解析
] (1)
从图中可以看出仪器
a
为添加液体药品的长颈漏斗。
[
答案
]
[
解析
] (2)
实验室中常用大理石或石灰石
(
主要成分为碳酸钙
)
与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为
CaCO
3
+2HCl CaCl
2
+H
2
O+CO
2
↑。
6.
[2019·
陕西
]
下面甲、乙是实验室制备
CO
2
和某同学设计的验证
CO
2
性质的实验装置图
.
图
H6-10
(1)
标有字母
a
的仪器名称是
.
(2)
甲中发生反应的化学方程式是
.
6.
[2019·
陕西
]
下面甲、乙是实验室制备
CO
2
和某同学设计的验证
CO
2
性质的实验装置图
.
图
H6-10
(3)
乙中进行实验时,先关闭
K
1
和
K
2
,加热
c
,一段时间后,再通入
CO
2
,观察到
b
、
d
中纸花均不变色
.
再打开
K
2
,
b
中纸花逐渐变
,由此证明了
CO
2
能与水反应
.
若打开
K
1
,还可以证明
CO
2
具有的化学性质是
.
[
答案
]
(3)
红 不能燃烧,也不支持燃烧
[
解析
] (3)c
中的水蒸气进入
b
中,二氧化碳与水反应生成碳酸,能使紫色石蕊变红色;二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,故打开
K
1
后,烧杯中的蜡烛熄灭。
7.
[2018·
衢州
]
小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据如下表:
(1)
小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到
______________________
为氧气集满的标准
.
(2)
以上两种方法中,
法收集到的氧气更纯净
.
集气瓶口有大气泡冒出时
(
或瓶中水排尽时
)
排水
收集方法
向上排空气法
排水法
氧气
浓度
/%
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气
平均浓度
/%
79.7
89.7
7.
[2018·
衢州
]
小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据如下表:
(3)
向上排空气法收集到的氧气浓度只有
80%
左右的原因有
.
A.
氧气的密度略大于空气的密度
B.
加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有
80%
左右
C.
当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气
D.
当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散
ACD
收集方法
向上排空气法
排水法
氧气
浓度
/%
79.6
79.7
79.9
90.0
89.8
89.3
氧气
平均浓度
/%
79.7
89.7