八年级下册第1节 空气与氧气教案

这是一份八年级下册第1节 空气与氧气教案，共30页。教案主要包含了空气的成分，空气的利用，化合反应和分解反应等内容，欢迎下载使用。

教师姓名
学生姓名
年 级
初三
上课时间
学 科
初中科学
课题名称
空气和化学方程式
教学目标
说出空气的主要成分。认识空气对人类的重要作用。
知道书上测量空气中氧气的体积分数的方法
熟练的掌握氧气的性质
能够说出常见的物质在氧气中燃烧的实验现象
铁丝在氧气中燃烧的相关内容
实验室制取氧气的相关内容
6．知道燃烧的条件，知道剧烈氧化和缓慢氧化的过程，具有安全意识，了解火灾自救的一般方法。
教学重难点
重点：氧气的化学性质。氧气的实验室制取
难点:测量空气中氧气的体积分数



知识点1： 空气的成分
一、空气的成分
1.空气的主要成分和组成
空气成分
氮气
氧气
稀有气体
二氧化碳
其他气体和杂质
体积分数/%
78
21
0.93
0.04
0.03
【说明】绿色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气，燃料的燃烧、动植物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳，这一系列的活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。
2空气组成成分的探究
(1)探究空气中是否含有二氧化碳
a.试剂：澄清石灰水。
b.实验装置：如图所示。
c.实验过程：用大针筒把空气压入石灰水中。
d.实验现象：澄清石灰水变浑浊，但变浑浊的速度较慢。
e.结论：空气中含有二氧化碳，但含量较少。
(2)探究空气中是否含有氧气
a.检验用品：小木条。
b.实验装置：如图所示。
c.实验过程：取一瓶空气和一瓶氧气，将一根燃着的木条先后插入两个集气瓶中。
d.实验现象：燃着的木条在空气中继续安静地燃烧，在氧气中燃烧更旺。
e.结论：空气中含有氧气，但氧气的浓度较低。
(3)探究空气中是否含有水蒸气
a.试剂：无水硫酸铜粉末。
b.实验装置：如图所示。
c.实验过程：取一烧杯，里面装上冰块，烧杯上放一个装有无水硫酸铜粉末的表面皿。
d.实验现象：白色的无水硫酸铜粉末变成 。
e.结论：空气中含有 。
3测定空气中氧气体积分数的实验方法
(1)实验原理
空气是由氧气和氮气等多种气体组成的，为了测定空气中氧气的体积分数，可以选择某种能与空气中氧气反应而不与空气中氮气及其他气体反应的固体物质(如红磷、汞)，利用氧气与该物质反应后生成固体物质，使密闭容器中气体体积减小(减小的体积即为氧气的体积)，气体 减小，引起水面发生变化，从而确定空气中氧气的体积分数。
(2)实验步骤
①连接装置：在集气瓶口连接一个双孔橡胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管(配有弹簧夹)，导管另一端伸入盛有水的烧杯中，如图所示。
②检查气密性：把导管的一端放入水中，两手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有 ，松开两手，使它冷却，导管中形成 ，则证明气密性良好。
③在集气瓶内加少量水，并做上记号，用记号把剩余的容积划分成五等份。
④点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把 。
⑤待红磷熄灭并冷却至室温后，振荡集气瓶，打开弹簧夹。
(3)实验现象
①红磷燃烧，有大量 生成。
②集气瓶内的 。
(4)实验结论：
①红磷燃烧的文字表达式：红磷+氧气点燃五氧化二磷。
②集气瓶内的水面上升，说明空气中的氧气被消耗掉了。
二、空气的利用
氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、稀有气体的主要性质和用途如下表所示。

测定空气中氧气体积分数的实验分析与评价
(1)红磷燃烧消耗完氧气后，不能继续燃烧，说明氮气不能支持燃烧；集气瓶中水面上升后不再上升，说明氮气不溶于水；空气是无色无味的气体，说明氮气、氧气都是无色无味的气体。
(2)实验成功的关键：①装置不能漏气；②集气瓶中预先要加少量水(防止高温熔融物落入瓶底使瓶底炸裂)；③红磷点燃后要立即伸入集气瓶中，并塞紧橡胶塞；④待红磷熄灭并冷却后，再打开弹簧夹。
(3)不能用木炭代替红磷做上述实验，原因是木炭燃烧产生的二氧化碳是气体，集气瓶内气体压强基本没有变化(二氧化碳在水中极少量溶解)，不能很好地测出氧气的体积。二氧化碳、二氧化硫易被氢氧化钠溶液吸收，所以若用氢氧化钠浓溶液代替水时，可用木炭、硫粉代替红磷做该实验。
(4)进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的的可能原因是：
①红磷量不足，使瓶内氧气未耗尽；
②橡胶塞未塞紧，使外界空气进入瓶内；
③未冷却至室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积减小；
④本实验条件下，氧气浓度过低时，红磷不能继续燃烧，瓶内仍残余少量氧气。
（5）实验的改进
①实验药品改进：若反应产生气体，可将集气瓶中的水换成可吸收该气体的液体。如：若将红磷换成硫粉，可将集气瓶中的水换成氢氧化钠溶液。
②实验装置的评价及改进
测定空气中氧气含量的实验装置无论怎样变化，它依据的原理是相同的，都是利用物质与氧气反应，将密闭容器内空气中的氧气全部消耗掉，使密闭容器内外产生压强差。

对实验方案的评价主要从两方面入手：一是达到红磷着火点的方式的改进，或将红磷换成白磷，通过光、热、电能使其在密闭的环境中燃烧，既减少对空气的污染又保证实验的成功；二是用压强变化引起活塞推进的程度代替用水测量，将物理知识与化学知识结合起来，增强了知识和实验的综合性。
【例1】（2021·辽宁中考真题）关于测定空气中氧气含量的实验，下列说法正确的是：
A．实验前止水夹没有夹紧
B．将红磷换成木炭进行实验
C．待装置冷却至室温后，再打开止水夹
D．点燃红磷缓慢伸入集气瓶中后，再塞紧瓶塞
【例2】（2021·北京中考真题）用下图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是：
A．集气瓶中产生大量白烟B．红磷燃烧一段时间后熄灭
C．烧杯中的水倒吸进入集气瓶D．集气瓶中水面最终上升至1处
【例3】2021年湖北省武汉市中考）利用气体压强的变化是完成实验的重要手段，各图装置气密性均良好。
下列说法正确的是（ ）
A．图1红磷燃烧过程中弹簧夹未夹紧，则测得空气中氧气的体积分数偏小
B．图2向试管中加入氧化钙后，石灰水中溶质质量减小，玻璃弯管左侧液面降低
C．图3向广口瓶中滴入稀盐酸后，气球变大，说明氢氧化钠和盐酸反应放热
D．图4氢氧化钡溶液变浑浊，说明通入的二氧化碳与氢氧化钡发生了反应
【例4】2021年山东省烟台市中考）化学兴趣小组设计如图所示的装置测定空气中氧气的含量，胶头滴管中的水滴入生石灰一段时间后，试管内的白磷（白磷的着火点为40℃）开始燃烧，待白磷熄灭并冷却至室温后打开弹簧夹。下列关于该实验的说法错误的是（ ）
A．试管中的细沙可防止试管炸裂
B．胶头滴管中的水和注射器中的水作用相同
C．若实验测得氧气的体积分数偏低，可能是试管中白磷的量不足
D．若注射器中的水最终减少了10mL，说明空气中氧气的体积分数约为20%
【例5】.（2021·绍兴中考）下列科学实验设计方案正确的是（ ）
①
②
③
④
A.①区分铁和硫化亚铁B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气D.④测定空气中氧气的体积分数
【例6】空气中氧气含量的测定”有多种方法.小周设计了如图3-1-2甲所示的实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶.回答下列问题：

(1)反应结束后，打开铁夹，水自动注入集气瓶的直接原因是_________________________________.
(2)小郑设计了一个如图乙所示的实验方案，装置和操作同小周类似，只不过是用硫粉代替了红磷，进行如上操作也能完成对氧气体积分数的测定.你是否认同并简要说明理由：______________________
_______________________________.
(3)若空气中的氮气也能和红磷反应，能否用该方法来测定空气中氧气的含量?为什么? _____________
_______________________________.
【例7】某课外活动小组在学习了教材中“空气中氧气含量的测定”实验后，知道P2O5不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：在由两个注射器组成的密闭系统内共有50 mL 空气，如图所示。然后给装有红磷的玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的红磷变成白烟，且较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内。
请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
(1)实验结束后，注射器内的气体体积理论上应该减少约________mL。
(2)在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是______________________________。
(3)上述实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是_____________________(写出其中一种)。
【例8】(温州中考)为验证空气中氧气的体积分数，小明按图甲所示的装置进行了多次实验，发现每次测得的氧气体积分数总是远小于21%，他认为误差主要由实验装置造成，于是改用图乙所示的装置进行实验，步骤如下：
①连接装置并检查气密性。
②在量筒内加入100 mL的水。
③在广口瓶中加入少量水，使瓶内空气体积为250 mL。
④在燃烧匙内放入过量的红磷，塞紧瓶塞。关闭止水夹，接通电源使电烙铁发热，点燃红磷后，断开电源。
⑤燃烧结束并充分冷却后，打开止水夹，待量筒内水面不再下降时，记录量筒内水的体积为65 mL。
(1)小明按甲装置进行实验时，该如何检查装置的气密性？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)与装置甲相比，装置乙中使用电烙铁可以减小实验误差，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
根据本实验的数据，计算出空气中氧气的体积分数为________。小明发现，测量结果与真实值仍有较大差距，查阅资料发现，引起本实验的误差除装置外，还有可燃物的性质。
【例9】按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是___________（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）。
【交流评价】
（3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中水，规范操作后，测得的氧气含量将___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【继续探究】
（4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是___________。
知识点2：氧化与燃烧
一：氧化反应
1. 物质跟氧发生的反应。有的氧化反应进行得比较剧烈，如物质的燃烧、火药的爆炸等。有的氧化反应进行得比较缓慢，如铁生锈、铜生锈。
2. 氧化反应： 属于氧化反应。分为缓慢氧化和剧烈氧化。
3. 化合反应：由 的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。
4. 分解反应：由 的反应叫做分解反应。
二：燃烧
1. 燃烧：燃烧是一种 的剧烈的化学反应。
2. 着火点：可燃物燃烧所需的最低温度叫着火点，是物质固有的一种性质，与物质本身的性质有关，一般不随外界条件的改变而改变。
3. 在通常状况下一些常见物质的着火点
物质
白磷
红磷
木材
木炭
无烟煤
着火点/℃
40
240
250~330
320~370
700~750
4. 燃烧实验条件探究：
（1）实验方案：分别将一小块白磷和一小块红磷放在薄铜片上，另取一小块白磷放入热水中，如下图：
（2）实验现象：A图中①薄铜片上：白磷燃烧，产生大量白烟，红磷没有变化；②热水中，白磷没有燃烧；B图中白磷燃烧。
（3）实验分析：
①白磷、红磷都是可燃物，薄铜片上的白磷与O2接触，同时温度达到白磷的着火点，故白磷能够燃烧
②薄铜片上的红磷与O2 接触，但温度没有达到其着火点，热水中的白磷温度达到了其着火点．但没有与O2接触，所以红磷和水中的白磷都不能燃烧。
（4）实验结论：
2. 自燃：由 而引起的自发燃烧叫自燃
3. 灭火的原理。
（1）清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离
（2）使可燃物隔绝与氧气的接触
（3）使温度降到可燃物着火点以下
4．几种常用灭火器的适用范围
(1)泡沫灭火器：用来扑灭木材、棉布等燃烧而引起的失火。
(2)干粉灭火器：除用来扑灭一般火灾外，还可用来扑灭油、气等燃烧而引起的失火。
(3)二氧化碳灭火器：用来扑灭图书档案、贵重设备和精密仪器等的失火。使用时，手一定要先握在钢瓶的木柄上，否则会把手冻伤。
5．燃烧、爆炸、缓慢氧化和自燃的关系
eq \a\vs4\al(氧化反应,(都放热))eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(缓慢氧化\(―――→,\s\up20(热量积蓄),\s\d10(达到着火点))自燃,\a\vs4\al(剧烈氧,化（发光）)\(――→,\s\up14(着火点),\s\d10(以上))\b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\(―――→,\s\up14(不封闭空间))燃烧,\(――→,\s\up14(有限空间),\s\d10(急速燃烧))\a\vs4\al(爆炸（化学爆炸）)))))
1、为（2022年四川省成都市中考）已知白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃。如图实验，三支试管里面充满氮气，初始温度25℃，升温至60℃后，用注射器同时向②③试管中迅速注入足量氧气。下列说法有误的是（ ）
A．只有②中有燃烧现象
B．由①②现象说明可燃物达者火点未必燃烧
C．若继续水浴升温，则③中一定会燃烧
D．该实验能总结出燃烧的条件
2、一块棉布手帕浸泡在盛有质量分数约为70%的酒精溶液中，待均匀湿透后取出。将浸透的手帕舒展开，用镊子夹住两角，用火点燃，如图所示。当手帕上的火焰熄灭后，手帕完好无损。下列有关解释正确的是( )
A. 这是魔术，你所看到的是一种假象
B. 火焰的温度低于棉布的着火点
C. 手帕上的水汽化吸热，使手帕的温度低于棉布的着火点
D. 酒精燃烧后使棉布的着火点升高
3、用如图所示装置探究燃烧的条件。下列说法正确的是（ ）
A．试管中的红磷不燃烧，说明红磷的着火点大于60°C
B．水中的白磷不燃烧，说明白磷的着火点大于60°C
C．试管中的白磷燃烧，气球只起保护环境的作用
D．烧杯中热水的作用只是给可燃物加热
4、（2021年广州市中考）用如图所示实验探究燃烧的条件，下列说法正确的是
①
②
③
④
白磷不燃烧
白磷不燃烧
白磷不燃烧
白磷燃烧
A．对比①③说明燃烧的条件之一是可燃物接触氧气
B．对比①④说明燃烧的条件之一是需要有可燃物
C．对比③④说明燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点
D．本实验用盘成螺旋状的细铁丝替代白磷，能得到相同的实验结论
5、某兴趣小组话动中，同学们按图11装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。探究过程中，大家对磷燃烧生成的大量白烟是否危害人体健康提出疑问。
【查阅资料】白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，……燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，可能与空气中水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
【变流与讨论】白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进。
【改进与实验】同学们按改进后的图12装置进行实验。

请你帮助他们将下表补充完整。
现象
解释
a试管中白磷燃烧,热水中白磷没有燃烧.
b试管中红磷没有燃烧.
b试管中红磷、热水中白磷都没有燃烧的原因是① ;② 。
【反思与评价】
(1)改进后的图12装置与图11装置比较，优点是 。
(2)小林同学指出图12装置仍有不足之处，并设计了图13装置，其中气球的作用是 。
【拓展与迁移】
实验小结时，小朱同学说：“待a试管冷却后，如果将试管口紧贴水面(室温下)。并取下橡皮塞，将看到液体进入试管。”这一说法得到大家的一致认同。
小晶问：“如果不考虑橡皮塞占试管的容积，进入a试管内液体的体积会是多少呢?大家争论后，出现两种预测。
甲：接近试管容积的1／5； 乙：不一定接近试管容积的1／5。
你赞同的预测是 (填“甲”或“乙”)，理由是 。
6、（2022年百色市中考）学好化学能让我们更科学地认识、分析生活中的各种现象和事物，并加以运用。
（1）炒菜时油锅中的油不慎着火，灭火方法是__________。
（2）化石燃料中的天然气已成为城乡家庭的主要生活燃料之一。天然气燃烧的化学方程式是__________。
（3）为防止因天然气泄漏造成危险，可在家中安装报警器(如图1)，正确安装位置应选择__________ (填“甲”或“乙”)。

（4）直接用煤作为家用燃料既污染空气又浪费能源，为了减少污染、提高煤的利用率，可将煤转化为可燃性气体，其微观示意图如图所示，该反应的化学方程式为__________。

7、燃烧是人类最早有意识利用的化学反应，火的使用标志着人类文明的伟大进步。
（1）天然气的主要成分燃烧的微观示意图如图所示：
①下列说法正确的有 C 。
A．参加反应的与 的质量比为1：2
B．反应前后各元素的化合价都不变
C．该反应属于氧化反应
②上述四种物质中属于化合物的是 （填化学式）。
（2）实验室中常用燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
已知：在空气中，当温度超过40℃，白磷会燃烧，温度超过240℃时，红磷才会燃烧，它们均和氧气反应生成五氧化二磷。
①按图1 所示装置进行实验，蒸馏水的作用是 （写一种即可）；
②用高能激光笔照射燃烧匙中红磷，引燃红磷。红磷燃烧的实验现象为 。
③待红磷燃烧结束后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用高能激光笔照射燃烧匙中白磷，白磷又被点燃。实验中氧气含量传感器测得的相关数据如图2所示。图2中 点时（填A、B、C、D、E）红磷开始燃烧；AB段氧气浓度变化的主要原因是 。
④用红磷燃烧的方法不能准确测定空气中氧气含量的原因是 。查阅资料可知，验证空气中氧气体积分数较好的药品是铁丝绒，利用铁与氧气、水等的缓慢氧化，生成红棕色的铁锈，可将空气中氧气浓度消耗至0.2%．将足量细铁丝绒置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中（如图3），一段时间后你将看到的现象是 。
知识点3：氧气
一、氧气的性质
1氧气的性质
1.氧气的物理性质
（1）氧气是由氧气分子构成的，每个氧分子是由2个氧原子构成。
（2）通常情况下，氧气是一种 、 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) ； 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。
工业生产的氧气，一般贮存在蓝色钢瓶里。
2.氧气的化学性质
氧气是一种 比较 的气体，在一定条件下能跟许多物质发生化学反应，同时放出热量。在化学反应中，氧气提供氧，是一种常用的氧化剂。
（1）氧气的助燃性
带火星的木条在氧气中能够复燃,说明氧气能 。
（2）常见物质在空气或氧气中的燃烧
下表列出了一些物质在氧气中燃烧的现象、反应的文字表达式及注意事项。
【易错】描述实验现象时的注意事项
①不能把生成物的名称当作现象来描述,如描述铁丝在氧气中的燃烧现象时不能描述为有黑色固体四氧化三铁生成。②描述要全面。③注意“烟”和“雾”的区别。“烟”是固体小颗粒在空气中扩散产生的现象,如红磷燃烧产生白烟;“雾”是小液滴在空气中扩散产生的现象,如打开盛有浓盐酸的试剂瓶的瓶塞,产生白雾。
3.氧化物
(1)定义：由两种元素组成，其中一种元素是氧元素的化合物。
(2)常见的氧化物：水(H2O)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)和五氧化二磷(P2O5)等。
(3)氧化物的一般分类：金属氧化物(另一种组成元素为金属元素的氧化物，如FeO、CuO、CaO和Al2O3等)和非金属氧化物(另一种组成元素为非金属元素的氧化物， 如H2O、SiO2、CO和P2O5等) 。
3、氧气的制取
一、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+氧气
(2)实验装置
①实验室用过氧化氢制取氧气，用二氧化锰作催化剂，其反应装置如图A所示。
②实验室用加热高锰酸钾或氯酸钾制取氧气，其反应装置如图B所示(若用氯酸钾为原料则不塞棉花)。
③排水集气法收集氧气的装置如图C所示；向上排空气法收集氧气的装置如图D所示。

(3)操作步骤
用加热高锰酸钾制取氧气，并用排水法收集氧气，其实验装置如图所示。实验步骤可以概括为“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”七个字，可用谐音记忆为“茶”“庄”定”“点”“收”“利”“息”
①检查装置的气密性：把导管一端浸入水中，两手紧握大试管外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，导管口会有气泡冒出，松开两手，使它冷却，导管中就会形成一段水柱。
②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。
【注意】试管口要塞一团棉花，防止高锰酸钾粉末进入导管造成堵塞。
③把实验所用仪器固定在铁架台上(组装仪器时要遵循“从左到右，从下到上”的原则)，注意铁夹夹在试管的中上部，试管口略向下倾斜；
【注意】试管口要略向下倾斜，防止产生的冷凝水倒流回试管底部，使试管炸裂。
④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。
【注意】试管预热的目的是防止试管因受热不均而炸裂。
⑤当气泡 地放出后，用排水法收集气体。
【注意】导管口刚有气泡冒出时不宜收集，这时试管中的空气还未完全排出，收集的气体会不纯。
⑥收集完毕，将导管撤离水槽。
⑦熄灭酒精灯。
【注意】实验结束时先撤离导管再熄灭酒精灯，防止骤冷使水倒吸导致试管炸裂。
(4)检验方法。
将带火星的木条伸入集气瓶内，如果木条复燃，说明该集气瓶内的气体是氧气。（下图①）
(5)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。（下图②）
2.氧气的工业制法
(1)原料：空气。
(2)制取方法。
①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。
先将空气加压降温变成液态，然后再加热，使 首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要就是液态 。该方法属于 变化。
②膜分离技术法：将空气通过富集氧气功能的薄膜，即可得到含氧气量较高的空气，用该膜进行多级分离，可得到含氧气90%以上的富氧空气。
【说明】实验室制取氧气是制取我们实验时所需的少量氧气，它属于化学变化；而工业上制取氧气则是大量制取氧气，利用空气分离的方法，原料来源广泛，所制得的氧气价格较低，它属于物理变化。
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。
【说明】①千万不可将“化学反应前后”理解为“化学反应过程中”，催化剂在化学反应过程中参与了化学反应，只是反应最终又生成了催化剂这种物质，所以总体看来催化剂在化学反应前后未发生变化。②在化学反应前后，催化剂的化学性质不变，而不是物理性质不变。
(2)催化剂具有“两变”和“两不变”的特点
①“两变”：a.改变其他物质的化学反应速率；b.化学反应的不同，所用催化剂也要改变，即催化剂的“专一性”
②“两不变”：a.在化学反应前后，催化剂本身的质量不变；b.在化学反应前后，催化剂本身的化学性质不变。
(3)理解催化剂概念时应注意的问题
①改变化学反应速率，包括加快和减慢。
②二氧化锰不是专用催化剂，硫酸铜溶液对过氧化氢的分解也有催化作用。
③催化剂不能增多或减少生成物的质量。
④对于能够发生的化学反应，没有催化剂也能进行，只不过反应速率较小或较大。
(4)催化剂在化工生产中的重要作用
例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油和煤油等；在汽车尾气处理过程中，用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂；橡胶工业中，在橡胶中加入炭黑作催化剂，可减慢橡胶老化的速率。
三、化合反应和分解反应
(1)化合反应
①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。②特点：反应物有多种，生成物只有一种，即“多变一”。
③表示式：A+B+……+→C。
④举例：磷+氧气加热五氧化二磷。
(2)分解反应
①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。
②特点：反应物只有一种，生成物有多种，即“一变多”。
③表达式：A→B+C+……。
④举例：过氧化氢二氧化锰水+氧气
一、气体发生装置的气密性检查
在初中化学实验及有关实验设计习题中，经常涉及装置的气密性检查问题。一般来说，无论采用哪种装置制备气体，在成套装置组装完毕装入反应物之前，必须检查装置的气密性，以确保实验的顺利进行。
气密性检查的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭系统，依据改变系统内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置的气密性是否良好。
如图所示装置的气密性检查方法是：把导管b的下端浸入水中，用双手紧握试管a，若导管口有气泡冒出，松开手至试管冷却后，水又回升到导管b中形成一段水柱，则证明装置气密性良好。
此外，还可采用抽气法或注水法，通过观察气泡的产生或液面的变化来判断装置的气密性是否良好。
二、氧气的实验室制法实验拓展
1.高锰酸钾制法
①补充高锰酸钾制取氧气的实验装置图时，试管口要画略向下倾斜，管口要塞一团棉花；导管不能伸入试管过长。
②画酒精灯时，酒精灯中液体酒精的体积不能超过酒精灯容积的2/3。
③画胶管时要涂黑，导管伸入集气瓶时弯管口不能过长。
④用排水法收集气体画液体时，液面要用实线，不能断开，中间用虚线；若集气瓶中装满水，水中没有气泡，若集气瓶中没有装满水，则水中要有气泡。
2.双氧水(过氧化氢)制取氧气
（1）实验药品：双氧水(过氧化氢溶液)和二氧化锰
（2）反应原理：过氧化氢二氧化锰水+氧气 (基本反应类型分解反应)。
(3)实验装置
①发生装置：该实验为过氧化氢(液体)和二氧化锰(固体)的反应，故可采用固液不加热型装置制取。
②收集装置：采用排水法或向上排空气法收集。
(4)实验步骤
①连接仪器，检查装置气密性。
②向锥形瓶中装入二氧化锰固体。
③固定好装置。
④向分液漏斗中加入过氧化氢溶液。
⑤收集氧气。
(5)检验与验满：同高锰酸钾检验方法。
(6)实验拓展：
①如果将分液漏斗换成长颈漏斗，长颈漏斗末端应该伸入液面以下，形成液封，以防止气体逸出。
②该实验用分液漏斗的优点是可以控制溶液的滴加速度。

【例1】(2019•青岛中考)下列关于氧气的说法正确的是（ ）
A.氧气具有可燃性，可以支持燃烧
B.水生动物能在水中生存是因为氧气易溶于水
C.工业上利用分离液态空气的方法制取氧气
D.氧气的化学性质很活泼，常温下能与所有物质发生化学反应
【例2】(2019•五华区校级模拟)如图是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法有错误的是（ ）
A.氧气无须提前制备和收集
B.用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全
C.浓硫酸的作用是干燥氧气
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生白色固体，放出大量的热
【例3】(2019•五华区校级模拟)如图是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法有错误的是（ ）
A.氧气无须提前制备和收集
B.用塑料瓶代替集气瓶，实验更安全
C.浓硫酸的作用是干燥氧气
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，产生白色固体，放出大量的热
【例4】对氧气性质和用途的叙述中，错误的是( )
A．氧气液化时呈淡蓝色 B．氧气不易溶于水
C．氧气能燃烧，供给呼吸 D．氧气是一种化学性质比较活泼的气体
【例5】小华同学做铁丝在氧气中燃烧的实验时，用了两种不同的方法点燃铁丝，进行了如图所示的实验.
请分析回答：
(1)把铁丝放在酒精灯外焰上加热，当铁丝发红时，把铁丝移入盛有足量氧气和少量水的集气瓶内，铁丝不能燃烧(如图甲所示)，这是因为将发红的铁丝移至集气瓶内时，____________________.
(2)改用火柴引燃铁丝，铁丝在盛有足量氧气和少量水的集气瓶内发生剧烈燃烧，火星四射，并生成一种黑色固体(如图乙所示).请写出这种黑色固体的化学式：__________.
【例6】如图所示是铁丝在氧气中燃烧的全过程。请回答下列问题。
(1)选用的铁丝应该进行____________________的处理。
(2)①铁丝为什么要绕成螺旋状？_____________________________________________。
②铁丝前端为什么要系一根火柴？_________________________________________。
③集气瓶内为什么要预先装少量水或铺一层细沙？______________________________________。
④点燃火柴后，铁丝插入集气瓶中的适宜时刻和方法是___________________________。
⑤为延长铁丝燃烧的时间，向盛有氧气的集气瓶中伸入铁丝的方法是_______________。
(3)铁丝在氧气中燃烧的现象是______________________________________________________。
【例7】(南京中考)用推拉注射器活塞的方法可以检查如图所示装置的气密性。当缓慢推动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到（ ）
A.瓶中液面明显上升 B.长颈漏斗内液面上升
C.瓶内气体分子间的间隔变大 D.长颈漏斗下端管口产生气泡
【例8】化学是一门以实验为基础的科学，结合下列装置回答问题：
A B C D E
(1)写出标注仪器的名称：a________，b________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气，应选择的发生装置是________(填字母)，反应的化学方程式为____________________。
(3)选用E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，用玻璃片盖住瓶口，倒立在盛水的水槽中；②导管口开始有气泡放出时，立即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。
(4)实验室中一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气，制取氢气应选择的发生装置是________。(填字母)
(5)适合用D装置收集的气体必须具备的性质是____________。
【例9】(2019•丰润区期中)下面是探究“氧气制取和氧气性质”过程，请你回忆并回答下列问题：
(1)用高锰酸钾制取氧气的文字表达式是 。
(2)现有如图甲所示的仪器，要制备并收集氧气，还需要补充的一种仪器是 。

(3)当 时，开始收集氧气，以免造成收集的氧气不纯。
(4)氧气收集完成后，先 ，然后再 。
(5)实验过程中，发现水槽中的水变成了紫红色，这是由于 造成。
(6)二氧化锰与氯酸钾共热或与过氧化氢溶液混合也能制取氧气，反应的文字表达式分别为 。
(7)做氧气的性质探究时，使用了如图乙所示的操作流程。
本流程探究的内容是 。C操作中，为了使 与氧气完全反应，正确的操作方法是 ， D操作用烧杯倾倒的液体是 看到的现象是 。
【例10】实验室制取气体时所需的一些装置如图所示，根据实验回答(1)~(3)题：
(1)实验室里用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的文字表达式为 ；可选择的发生装置有 (填字母)；选择气体收集方法时，气体的下列性质：①颜色，②密度，③溶解性，④可燃性，必须考虑的是 (填序号)。
(2)MnO2在该反应中可以重复使用，理由是 。
(3)要制备干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为 (填字母)。
【例11】 (2019•遵义校级月考)下列化学反应中既不是化合反应也不是分解反应的是(
A.镁+氧气点燃氧化镁 B.氢气+氯气光照氯化氢
C.碳酸氢铵加热氨气+二氧化碳+水 D.锌+硫酸→硫酸锌+氢气
【例12】实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，据图回答(1)~(3)题：

(1)二氧化锰在反应中的作用是 。
(2)下列仪器中：①的名称是 ；组装O2发生装置时，应选择 (填序号)。
(3)研究显示：O2的体积分数大于36%时就可使带火星的木条复燃。因此，O2验满时采用使带火星的木条复燃的方法 (填“可靠”或“不可靠”)。为了收集一瓶较纯净的O2，最好采用 集气法。
1. 实验小组用如图所示装置进行实验。已知：2NaOH+SO2═Na2SO3+H2O
①关闭K，打开甲的胶塞，点燃硫粉后迅速塞紧胶塞。
②冷却至常温，将胶头滴管中的足量NaOH溶液挤入瓶中，振荡，使反应充分。
③打开K，观察乙中的现象。下列说法不正确的是( )
A. ①中，硫燃烧呈淡蓝色火焰
B. ②中，甲装置内的气压减小，最终与大气压相等
C. ③中，乙中的长导管口处冒气泡
D. ③中，甲装置内的气压增大，最终与大气压相等
2. 某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如图所示实验。已知所用实验装置如下，试管体积为40mL，实验前夹紧弹簧夹，注射器的活塞在20mL刻度处。
关于该实验，有如下说法：①白磷熄灭并冷却后才能打开弹夹；②白磷燃烧会放出大量的白雾；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为12mL；④白磷的量不足，会使测定氧气体积分数的结果偏大；⑤实验时如点燃白磷，便打开弹簧夹，可观察到注射器的活塞先向右移动，后向左移动；⑥实验能证明空气是混合物；其中正确说法的个数有（ ）
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
3. 下列关于“燃烧和灭火”的叙述正确的是( )
A. 档案室着火用泡沫灭火器灭火 B. 炒菜时油锅着火，立即盖上锅盖
C. 只有含碳元素的物质才能燃烧 D. 可燃物温度达到着火点后就能燃烧
4. 点燃的火柴棍燃烧端朝上时，其未燃尽便熄灭的主要原因是( )
A. 缺乏氧气 B. 火柴棍的着火点升高了
C. 缺乏可燃物 D. 燃烧端下方的火柴棍温度不易达到着火点
5. 已知：．如图表示一定质量的KClO3和MnO2固体混合物受热过程中，某变量随时间的变化趋势，纵坐标表示的是（ ）
A．固体中氧元素的质量 B．生成氧气的质量
C．固体中二氧化锰的质量 D．固体中钾元素的质量分数
6. 小明旅游时经常使用一种用纸代替金属材料制成的锅煮面，轻便易携带，你觉得煮面时纸锅不会被烧掉的原因是( )
A．纸锅的着火点很高
B．面汤使纸锅的着火点升高了
C．面汤隔绝了氧气使纸锅不能燃烧
D．加热时面汤蒸发吸热使纸锅温度达不到其着火点
7. 图甲和图乙所示实验方法均可用来探究可燃物燃烧的条件。
用图甲所示装置进行实验，发生反应的文字表达式为 ；
该实验装置的缺点是 （写一点）。
（2）另一同学用图乙所示装置进行实验，得到以下实验事实：
①不通空气时，冷水中的白磷不燃烧； ②通空气时，冷水中的白磷不燃烧：
③不通空气时，热水中的白磷不燃烧； ④通空气时，热水中的白磷燃烧。
该实验中，能证明可燃物通常需要接触空气才能燃烧的实验事实是 （填序号，下同）；能证明可燃物必须达到一定温度（着火点）才能燃烧的实验事实是 。
8. 如图1所示四种途径都可以得到氧气．
（1）写出实验室通过乙途径制取氧气的文字表达式： ．
（2）如图2为制取某些气体的装置图，用图1中的乙途径制取氧气，可选用的装置是 ．
（3）工业上制氧气，利用如图1中的途径丁，其原理是 ．
（4）如图3为收集气体的装置，若要收集干燥的氧气应从导管 通入氧气，若要收集较纯净的氧气应从导管 通入氧气．
（5）“绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一，你认为在中学化学实验室中，图1中的甲、乙、丙三种制取氧气的途径中， （填“甲”、“乙”或“丙”）途径更能体现化学实验的绿色化追求．
9. 利用如图实验装置制取氧气。
（1）实验中，若产生氧气的速率太大，不利于收集。为了减小反应速率，可以进行的合理操作是 。
（2）若需要一瓶干燥的氧气，应该将装置A产生的氧气通过干燥装置后再与 （填“B”、“C”或“D”）相连。
（3）若用排水法收集了一瓶气体，并用带火星的木条检验，发现木条没有复燃，可能的原因有 。
A．实验所用的过氧化氢溶液的溶质质量分数太小
B．开始收集时，侧置于水槽中的集气瓶未装满水
C．催化剂二氧化锰的量太少。
10. 市售双氧水是含过氧化氢（H2O2）的水液，它常用于消毒，漂白，常温下，双氧水加少量MnO2作催化剂，H2O2可迅速分解生成氧气和水，现若用15%的H2O2水溶液制取氧气。
（1）应选择 发生装置。
（2）要收集一瓶纯净的氧气，应选择装置 ，依据是 ，什么时候开始收集为好 。为什么？ 。
用B装置收集氧气的依据是 ，检验氧气是否集满的方法是 。
（3）若实验室用高锰酸钾来制取氧气，则发生装置应选择E，写出该装置发生反应的化学方程式 。
a．实验时应注意：①试管口要 。
②停止加热时，先要 ，然后 ，这样的好处是 。
b．若实验过程中发现水槽中的水变红，这是因为 。
c．有如下操作步骤：①加热 ②检查装置的气密性 ③装药品 ④用排水法收集氧气 ⑤从水槽中取出导管
⑥熄灭酒精灯 ⑦固定装置； 其正确的操作顺序是 。
11. 回答下列问题．

（1）如图1所示，将铁盒中的酒精点燃后放入盛有冰水的烧杯中，酒精的火焰逐渐熄灭，其原因是 ．
（2）高锰酸钾可用来生火．将一份砂糖和两份高锰酸钾混合，夹在两片干木材中研磨，若天气干燥，摩擦约30s木片燃烧起来．上述过程中，高锰酸钾的作用是 ．
（3）古人类钻木生火时常放一些干毛草，这是因为 ．
（4）用火柴点一张纸和同样纸的纸团，纸比纸团易燃，原因是 ．
（5）如图2所示，某化学实验小组在探究物质燃烧条件时，在一个集气瓶（气密性良好，胶塞上固定一打磨过的铁钉）内燃烧小蜡烛，火焰一会儿熄灭了．火焰熄灭的原因之一可能是 ．将反应后的装置密封放置数天后，发现铁钉表面出现了锈迹，说明瓶内有 ，它们的来源是 ．
12. 2013年4月25日晚8点，台州市的一金属堆场发生火灾，十多吨金属镁发生爆燃后发出刺眼的白光，将夜空映照得如同白昼，消防指挥部立即动员力量，寻找沙土进行灭火．镁是一种银白色的金属，在高温条件下遇水反应释放出氢气．
（1）利用沙土灭火的原理是 ．
（2）本次火灾消防员不能用水来灭火，其原因是 。
13. 某仓库中堆放的镁粉正在燃烧，放出耀眼的白光．隔壁就是化学药品仓库，如果不及时扑灭，势必要发生更大的火灾事故．小张用二氧化碳灭火器去灭火，不但没有把火扑灭，反而着得更旺．后来用水浇，也无济于事．最后，还是有经验的消防员用很普通的方法就把火扑灭了，避免了一场重大的火灾发生．
(1)火知所以难扑灭，是因为每条能与二氧化碳发生反应，生成氧化镁和单质碳.请写出文字表达式： 。
(2)想一想，消防队员可能是用什么方法把火扑灭的? 。
14. 宁波公交车上备有灭火毯，该灭火毯在无破损的情况下能重复使用。若车内起火，在起火初期快速取出灭火毯，抖开后覆盖在火焰上，直至扑灭。
（1）灭火毯的灭火原理是 。
（2）请你推测，制造灭火毯的材料应具有 等特性。
（3）这种灭火毯我们家庭中也可以备用。若家里的电器起火，使用灭火毯前应先
，以防止电线绝缘层烧毁而引起电源短路，造成二次火灾。
15. 某兴趣小组活动中，同学们按图1装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究．探究过程中，大家对磷燃烧产生的大量白烟是否危害人体健康提出疑问．
[查阅资料]白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，燃烧产物五氧化二磷是白色固体，会刺激人体呼吸道，可能与空气中水蒸气反应，生成有毒的偏磷酸（HPO3）．
[交流与讨论]白烟对人体健康有害，该实验装置必须改进．
[改进与实验]同学们按改进后的图2装置进行实验．

[反思与评价]（1）改进后的图2装置与图1装置比较，优点是： ．
（2）小林同学指出图2装置仍有不足之处，并设计了图3装置．其中气球的作用是： 。
实验小结时，小朱同学说“待a试管冷却后，如果将试管口紧贴水面（室温下），并取下橡皮塞，将看到液体进入试管．”这一说法得到大家的一致认同．
小晶问：“如果不考虑橡皮塞占试管的容积，进入a试管内液体的体积会是多少呢？”
大家争论后，出现两种预测．甲：接近试管容积的1/5 ； 乙：不一定接近试管容积的1/5．你赞同的预测是 （填“甲”或“乙”），理由是 ．
16. 某科学兴趣小组对“测定空气中氧气含量”的实验进行了改进：将数显设备，气体压强传感器和空气中氧气含量测量装置按如图所示连接，装置气密性良好，调节右边敞口容器和集气瓶里的水面相平，此时集气瓶内气体的体积为V1．关闭活塞，点燃燃烧匙内的红磷，立即塞紧瓶塞，待火焰熄灭后，过段时间打开活塞，观察到集气瓶中的水位上升，待集气瓶内的水面不再上升时集气瓶内的体体积为V2．然后向右边容器内加入一定量的水至两边水面再次相平，此时集气瓶内的气体体积为V3，在点燃红磷至打开活塞这一过程中，观察到数显设备显示集气瓶内的气体压强先上升后下降，再趋于稳定。请回答：
（1）数显设备显示，开始一段时间集气瓶内气体压强上升，这是因为温度升高导致的气压变化量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）氧气量减少导放的气压变化量。
（2）基于数显设备显示的气压变化，“过一段时间打开活塞”中的“一段时间”指的是火焰熄灭后
到 所经历的时间。
（3）在整个实验过程中，集气瓶中减少的氧气体积是 （填“V1～V3”或“V1～V2”或V2～V3）。
（4）该反应原理符号表达式是 。
（5）请评价该装置有何优缺点？ （各说一点）。
（6）此实验能否将红磷替换为木炭或硫磺 ，其原因是 。
17. 下列反应中属于氧化反应的是（填序号，下同） ，属于化合反应的是 ，既是化合反应又是氧化反应的是 ，是氧化反应但不是化合反应的是 。
18. 现有①木炭②硫磺③红磷④镁条⑤蜡烛，五种物质分别在氧气中燃烧，用序号回答下列问题：
（1）发出明亮的蓝紫色火焰的是___ ___； （2）产生大量白烟的是__ __；
（3）放出大量热，产生耀眼白光的是___ __；
（4）产生的气体能使澄清石灰水变浑浊的是 _；
（5）生成的气体会污染空气的是___ ___；
19. 如图所示的实验，说明燃烧需要的条件是( )
A．有可燃物
B．有助燃剂
C．温度达到可燃物的着火点
D．可燃物与火焰直接接触
20. 下列变化中都有能量变化，属于在化学变化中吸收热量的是( )
A．铁与盐酸反应 B．碳与二氧化碳反应
C．硝酸铵溶于水使温度降低 D．干冰升华进行人工降雨
21. (2016·杭州)下列有关钠在氯气中燃烧的实验，分析合理的是( )
A．钠在氯气中燃烧时，钠原子得到电子
B．反应物钠由分子构成，生成物氯化钠由离子构成
C．钠能在氯气中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气参与
D．钠在氯气中燃烧生成的氯化钠与家庭中食用的氯化钠化学性质不同
22. 某同学设计了如下实验，为证明可燃物燃烧与氧气、温度有关，其中证明可燃物燃烧必须与氧气有关的实验是( )
A. ①和② B. ②和③ C. ②和④ D. ③和④