项目二 验证氧气的化学性质
氧气的化学性质
将收集好的氧气用来完成下列实验：
| 实验 | 现象 | 文字表达式 |
| --- | --- | --- |
| 木炭燃烧 | 发出 ，比在空气中 。反应结束后，倒入澄清石灰水，澄清石灰水 | |
| 铁丝燃烧 | 在氧气中 ，，生成 | |
◎教材再延伸(教材P164)
1. 在铁丝下方放火柴的作用是 ；为什么要等到火柴快燃尽时才将铁丝缓慢伸入氧气中？。
2. 实验前将铁丝绕成螺旋状的目的是 。

白光 燃烧更旺 变浑浊 碳+氧气二氧化碳
剧烈燃烧 火星四射 黑色固体 铁+氧气四氧化三铁
1. 引燃铁丝 防止火柴燃烧,消耗集气瓶中的氧气,氧气浓度降低,导致铁丝不能燃烧
2. 增大铁丝受热面积,使铁丝更容易燃烧

【分析】
本题考查氧气化学性质相关的基础实验，需回忆木炭、铁丝在氧气中燃烧的实验现象、反应的文字表达式，以及铁丝燃烧实验的操作目的。解题时要紧扣课本实验的核心知识点，区分物质在空气和氧气中燃烧的差异，牢记实验现象和操作细节。
【解析】
1. 木炭在氧气中燃烧：木炭在氧气中燃烧发出白光，比在空气中燃烧更剧烈；反应生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，对应文字表达式为碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳。
2. 铁丝在氧气中燃烧：铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体四氧化三铁，对应文字表达式为铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁。
3. 铁丝燃烧实验的操作目的：
铁丝下方放火柴是为了引燃铁丝；
等火柴快燃尽再伸入氧气，是防止火柴燃烧消耗集气瓶内的氧气，导致氧气浓度降低，铁丝无法燃烧；
将铁丝绕成螺旋状，是为了增大铁丝的受热面积，使铁丝更容易达到燃烧所需的温度，顺利燃烧。
【答案】
白光；燃烧更旺；变浑浊；碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$二氧化碳；
剧烈燃烧；火星四射；黑色固体；铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
1. 引燃铁丝；防止火柴燃烧消耗集气瓶中的氧气，氧气浓度降低导致铁丝不能燃烧；
2. 增大铁丝受热面积，使铁丝更容易燃烧
【知识点】
氧气的化学性质；物质燃烧的实验现象；实验操作注意事项
【点评】
本题为初中化学氧气性质的基础实验题，紧扣课本核心实验内容，考察学生对实验现象、反应表达式及操作细节的掌握，是初中化学的重点考点，需准确记忆。
【难度系数】
0.2

1. 下列物质不能用于实验室制取氧气的是 （）

A.$\ce{KMnO_{4}}$
B.$\ce{KClO_{3}}$
C.$\ce{KCl}$
D.$\ce{H_{2}O_{2}}$

1. C

【分析】要判断物质能否用于实验室制取氧气，需结合质量守恒定律：化学反应前后元素种类不变，因此制取氧气的反应物必须含有氧元素，同时该物质在一定条件下能分解产生氧气。逐一分析各选项物质的组成和性质即可得出答案。
【解析】A选项$\ce{KMnO_{4}}$（高锰酸钾）受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，可用于实验室制取氧气；B选项$\ce{KClO_{3}}$（氯酸钾）在二氧化锰催化、加热条件下分解生成氯化钾和氧气，可用于制取氧气；C选项$\ce{KCl}$（氯化钾）由钾元素和氯元素组成，不含氧元素，根据质量守恒定律，无法分解产生氧气，不能用于制取氧气；D选项$\ce{H_{2}O_{2}}$（过氧化氢）在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，可用于制取氧气。综上，答案为C。
【答案】C
【知识点】实验室制取氧气的药品、质量守恒定律
【点评】本题考查实验室制取氧气的基础知识点，核心是利用质量守恒定律判断反应物是否含氧元素，属于初中化学基础题，难度较低。
【难度系数】0.7

2.实验室用 30 mL 8%的过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，并进行铁丝燃烧实验。下列实验操作不规范的是（）

2. B A. 关闭活塞,将导管末端浸入水中,用手握住锥形瓶,观察到导管口有气泡冒出,说明该装置气密性良好,正确;B. 取用液体时,瓶塞要倒放,标签要朝向手心,量筒微微倾斜,量筒口紧挨试剂瓶口,使液体缓缓倒入,错误;C. 氧气不易溶于水且不与水反应,可采用排水集气法收集,正确;D. 做铁丝在氧气中燃烧的实验时,为防止高温熔融物溅落炸裂瓶底,集气瓶内底部应放入少量水或铺一层细沙,正确。

【分析】
要判断实验操作是否规范，需逐一回忆各实验操作的正确要求：装置气密性检查方法、液体药品取用规则、氧气收集方法、铁丝燃烧实验注意事项，再对应选项分析，找出不规范的操作。
【解析】
A选项：检查装置气密性时，关闭活塞，将导管末端浸入水中，用手握住锥形瓶，若导管口有气泡冒出，说明装置气密性良好，操作规范；
B选项：取用液体药品时，瓶塞应倒放（防止污染试剂）、标签应朝向手心（防止腐蚀标签）、量筒需倾斜且试剂瓶口紧挨量筒口，图中操作不符合上述要求，不规范；
C选项：氧气不易溶于水且不与水反应，可采用排水集气法收集，操作规范；
D选项：铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底部放少量水或细沙，能防止高温熔融物溅落炸裂瓶底，操作规范。因此不规范的操作是B选项。
【答案】
B
【知识点】
化学实验基本操作、氧气的制备、氧气的性质
【点评】
本题考查初中化学常见实验的基本操作，需掌握气密性检查、液体取用、气体收集、铁丝燃烧实验的操作要点，属于基础实验操作的常规考查。
【难度系数】
0.7

3. 对下列实验中出现的异常现象分析合理的是（）

A.排水集气法收集到的一瓶氧气不纯——装置漏气
B.加热固体粉末时，试管破裂——加热时试管口略向下倾斜
C.盛有液体试剂的试剂瓶上的标签腐蚀——倾倒液体时，标签没有向着手心
D.细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底炸裂——没有等火柴即将燃尽就放入集气瓶中

3. C

【分析】
要判断各选项对实验异常现象的分析是否合理，需结合对应实验的操作要点逐一分析：
1. 分析选项A：排水集气法收集氧气不纯，原因通常是集气瓶未装满水、未等导管口气泡连续均匀冒出就收集等；装置漏气会导致收集不到气体，而非气体不纯，故A错误。
2. 分析选项B：加热固体粉末时，试管口略向下倾斜是正确操作，目的是防止冷凝水倒流炸裂试管；若试管破裂，原因可能是试管口向上倾斜、未预热等，故B错误。
3. 分析选项C：倾倒液体试剂时，标签未向着手心，残留的液体流下会腐蚀标签，该分析合理，故C正确。
4. 分析选项D：细铁丝在氧气中燃烧时，集气瓶底炸裂是因为未预先放少量水或细沙；火柴未燃尽就放入集气瓶，可能导致铁丝无法持续燃烧，而非瓶底炸裂，故D错误。
【解析】
逐一判断各选项：
A项：排水法收集氧气不纯的原因是集气瓶未装满水或未等气泡连续均匀冒出就收集，装置漏气会收集不到气体，分析不合理；
B项：加热固体时试管口略向下倾斜是正确操作，不会导致试管破裂，试管破裂的原因是试管口向上倾斜等，分析不合理；
C项：倾倒液体时标签未向手心，残留药液流下会腐蚀标签，分析合理；
D项：铁丝燃烧时集气瓶底炸裂是未放少量水或细沙，与火柴是否燃尽无关，分析不合理。
综上，合理的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
化学实验基本操作；气体的收集；氧气的化学性质
【点评】
本题考查常见化学实验操作的注意事项及异常现象的原因分析，属于基础题型，需学生掌握各实验的操作要点，难度适中。
【难度系数】
0.6

4.[装置创新]下列是有关氧气性质的实验,请回答问题。

(1)图1为“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。锥形瓶中发生反应的文字表达式为。
(2)铁丝在氧气中燃烧,观察到的实验现象是剧烈燃烧、火星四射、放热、生成一种色固体。铁丝在氧气中燃烧的文字表达式为;用塑料瓶代替集气瓶的优点之一是。
(3)分别把点燃的木炭放入装有空气和氧气的集气瓶中燃烧,如图2所示。对比木炭在空气和氧气中燃烧的现象,说明影响燃烧剧烈程度的一种因素是;木炭燃烧的文字表达式为;把红热的木炭伸入盛有氧气的集气瓶时,应该(填“缓慢”或“迅速”)向瓶底伸入,理由是。

4.(1) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(2) 黑 铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁 塑料瓶不会炸裂
(3) 反应物浓度 碳+氧气$\xrightarrow{点燃}$二氧化碳 缓慢 使木炭与氧气充分接触

【分析】
本题围绕氧气的制取和性质实验展开，需结合实验装置、反应原理、实验现象及实验设计思路分析各问题：
1. 图1甲中是过氧化氢在二氧化锰催化下制取氧气，据此书写对应反应的文字表达式；
2. 回忆铁丝在氧气中燃烧的现象、产物及反应原理，结合塑料瓶的特性分析其替代集气瓶的优点；
3. 通过对比木炭在空气和氧气中的燃烧现象，分析影响燃烧剧烈程度的因素，再结合木炭燃烧的操作要求和原理解答相关问题。
【解析】
(1) 图1锥形瓶内是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气，反应的文字表达式为：过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气；
(2) 铁丝在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，反应的文字表达式为：铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁；塑料瓶质地较软，高温熔融物溅落时不会像玻璃集气瓶那样发生炸裂，因此用塑料瓶代替集气瓶更安全，不会炸裂；
(3) 空气中氧气浓度低于纯氧，木炭在氧气中燃烧更剧烈，说明影响燃烧剧烈程度的因素是反应物的浓度（氧气的浓度）；木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳，文字表达式为：碳+氧气$\xrightarrow{点燃}$二氧化碳；将红热的木炭缓慢伸入集气瓶底，是为了使木炭与氧气充分接触，若迅速伸入，木炭燃烧放热会使瓶内氧气受热逸出，导致反应很快停止，无法观察到明显现象。
【答案】
(1) 过氧化氢$\xrightarrow{二氧化锰}$水+氧气
(2) 黑；铁+氧气$\xrightarrow{点燃}$四氧化三铁；塑料瓶不会炸裂（合理即可）
(3) 反应物浓度（或氧气的浓度）；碳+氧气$\xrightarrow{点燃}$二氧化碳；缓慢；使木炭与氧气充分接触（合理即可）
【知识点】
氧气的制取；氧气的化学性质；反应速率的影响因素
【点评】
本题结合实验改进和对比实验考查氧气的核心性质，既要求掌握基础反应原理和实验现象，也注重实验操作的细节设计，是对氧气相关知识的综合基础考查。
【难度系数】
0.6