中考化学复习指导章节知识点总结-专题复习

《二氧化碳的实验室制取与性质》专题复习

本基础实验旨在引导同学们练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体，并连行二氧化碳

性质实验的操作，从而巩固有关的实验操作，加深对二氧化碳性质的认识。

一、二氧化碳的制取

1.实验原理

常用廉价易得的石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取二氧化碳，有关的化学方程式是

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2T。

2.实验装置

实验室制取二氧化碳的基本装置见图1。

3.实验操作

(1)检查装置气密性。

(2)若装置不漏气，拔掉橡皮塞，向大试管里放入几小块石灰石或大理石(操作要点是“一横、二放、

三慢竖”)，然后小心注入不超过试管容积1/3的稀盐酸。

(3)立即将带有导气管的单孔橡皮塞塞紧管口，然后将导气管的另一端插入集气瓶(导管口要接近集气

瓶底部)。可以看到试管里发生剧烈反应，冒出大量无色的气体。

(4)使用向上排空气法收集二氧化碳(因为二氧化碳能溶于水，密度比空气大)，过一会儿将燃着的木

条放在集气瓶口，若熄火则已经集满。

(5)用玻璃片盖住已集满二氧化碳的集气瓶，备用。

4.便于控制的发生装置

课本上给出的实验室制取二氧化碳的发生装置不能控制反应的进行，而学习本单元内容需要多次制取

二氧化碳，因而学生有必要认识一些便于控制的反应装置。

下面这些发生装置都是想方设法创造固、液药品分离或接触的条件，不管是液体药品运动，还是固体

药品运动，固、液都能随时分离，因而便于控制反应。

石灰石内装石灰石

石灰石/的尼龙袋

朝©可挤压的

一罂料瓶

稀盐酸覆料板

稀盐酸三卜稀盐酸

图2图3图4

可上下移动

的粗铜丝可上下移动

的烂底试管

尼龙袋石灰石

（内装石灰石）驯

石灰石翟料板

卜稀盐酸三3一稀盐酸稀盐酸

图5图6图7

图2、图3装置是通过开、关弹簧夹来控制反应进行的（液动、固不动）；图4装置是通过挤压或倾斜塑

料瓶来控制反应进行的（液动、固不动）；图5装置是通过上下移动粗铜丝来控制反应进行的（固动、液不动）；

图6装置是通过上下移动烂底试管来控制反应进行的（固动、液不动）；图7装置是通过倾斜试管来控制反

应进行的（液动、固不动）“

二、二氧化碳的性质

二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，密度比空气大;能与石灰水反应，能溶于水产生不稳定的碳酸。（见图

8）,很快发现蜡烛火焰熄灭。

（2）该实验不是一定需要使用两支蜡烛。只要我们从高于烛火的位置倾倒二氧化碳后，烛火很快熄灭,

就能说明二氧化碳密度比空气大、不燃烧、不支持燃烧。当然，使用两支蜡烛进行灭火实验，趣味性更强

一丝。

2.二氧化碳溶于水实验

（1）向两支试管中分别加入2矶蒸储水，然后各滴入广2滴石蕊溶液，观察试管中的溶液均呈现紫色。

该实验现象说明，水不能使紫色石蕊溶液变色。

（2）将其中一支试管内的溶液静置；向另一支试管内的溶液中通入二氧化碳，发现溶液颜色很快由紫变

红（可与静置试管中溶液的颜色进行对比）。上述实验现象说明，水与二氧化碳反应的生成物

（H2O+CO2=H2CO3）能使紫色石蕊溶液变红。

（3）微热红色溶液，可以发现溶液很快恢复为紫色。该实验现象说明，碳酸不稳定，受热极易分解

（H2CO3=H2O+CO2

3.二氧化碳与石灰水反应

另取--支试管，向其中注入少量澄清石灰水，然后通入二氧化碳（或直接吹气），石灰水很快变浑浊。

此实验现象说明，反应生成了不溶性的固体〔CO2+Ca（OH）2=CaCO3J+H2O］。

4.二氧化破性质改进实验

（D密度比空气大的实验（见图9）。

图9

课本上是直接告诉同学们“二氧化碳密度比空气大”，其实完全可以利用一个电子天平粗略称出二氧

化碳密度比空气大:先用电子天平称量一瓶二氧化碳气体的质量，倒去二氧化碳后再称这个空瓶（含有空气）

的质量，发现二氧化碳的质量比同体积的空气质量大。这不就说明二氧化碳的密度比空气大吗？

（2）溶于水的实验（见图10）0

用一次性注射器（润滑性良好）先吸入10矶水，再吸入10mL二氧化碳，封闭针管

后振荡几下，活塞会自行前推到12血,刻度处停止。这说明二氧化碳能溶于水，而且1体积水里大约能溶

解0.8体积的二氧化碳。接下来，将注射器前端向上竖起后，猛地下拉活塞，可以看到水中有大量小气泡

冒出（重复该操作，现象依旧）。这说明压强减小时，二氧化碳在水里的溶解最会减小，进而可知，增大压

强时二氧化碳的溶解量会增大。

水和co,

图10

（3）熄灭烛火的实验（见图ll）o

按照课本上的方法做“二氧化碳熄灭两支蜡烛火焰”的实验时，由于空间不大的烧杯里燃有两支蜡烛,

所以在倾倒二氧化碳时，烧杯里上升的热气流常会阻碍二氧化碳的下沉，甚至冲散二氧化碳，致使高位的

蜡烛火焰先熄灭，或两支蜡烛火焰同时熄灭。如果利用一个类似漏斗的容器去引流二氧化碳，则实验会容

易成功。按图11组装好仪器，将一瓶二氧化碳通过一个特制漏斗（无底矿泉水瓶制作），缓缓倒入插有两

支燃着蜡烛的烧杯里，发现下面的蜡烛火焰先熄灭，上面的蜡烛火焰后熄灭。此现象说明，一氧化碳不燃

烧、不支持燃烧，密度比空气大：

（4）与水反应的实验（见图12）o

干燥的石一

餐妙布条

湿润的石

蕊纱布条

课本上探究“二氧化碳与水反应”的实验，虽然现象明显，但设计不够简洁，操作也比较麻烦。利用

T形三通管进行这个实验，则可扬长避短。

打开储气装置（或气体发生装置），使干燥的二氧化碳气体缓缓流入粗玻璃管内，很快可以看到：两根

纱布条的中上部均不变色，中下部的湿润纱布条慢慢变成了红色，干燥纱布条不变色。该实验现象充分证

明，二氧化碳密度比空气大，可以像液体那样流动;二氧化碳不能使石蕊变红色，但二氧化碳与水反应的

生成物（HzO+COz=H2co3），能使石芸变红色。停止通入二氧化碳气体，然后拿出变红的石蕊纱布条，

使其充分暴露在空气中，很快可以发现，纱布条的红色慢慢褪去。该现象充分证明，碳酸极不稳定。

三、疑难解答

1.不用稀硫酸、浓盐酸或碳酸钠制取二氧化碳的原因

如果使用稀硫酸与石灰石反应，产物硫酸钙微溶于水，随着反应的进行，硫酸钙极易沉淀卜.来，覆盖

在石灰石表面，从而隔绝稀硫酸与碳酸钙的接触，造成反应自行停止。

浓盐酸极易挥发出HC1气体.如果使用浓盐酸与石灰石反应，制得的二氧化碳中就会混有HC1,导致

二辄化碳不纯，影响后续实验的顺利进行。

如果使用碳酸钠与稀盐酸反应，由于此反应的速率很快，会来不及收集气体，造成药品浪费。

2.二氧化碳通入澄清石灰水中，溶液不变浑浊的原因

①实验中选用的盐酸浓度过大，放出的二氧化碳气体中含有HC1气体，HC1更容易与石灰水反应（一般

先将发生装置里放出的不纯二氧化碳气体通过饱和的碳酸氢钠溶液，再通入澄清石灰水中）；②石灰水久

置，已经变质［Ca（OH）2+CO2=CaCC）3J+H?O］（使用新制的石灰水）。

四、例题导学

【例题】（2017•无锡）根据实验装置图13,回答有关问题。

0她的111国目

（1）图中标有①的仪器名称:O

（2）实验室用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳，选用的发生装置是（填装置编号），装入药

品前应进行的操作是o若要收集干燥的二氧化碳，需将发生装置与装置E和装置

装置编号）相连，其中装置E内的试剂是,气体应从导管（填“a”或"b”）端通入。

（3）在2017年江苏省中学化学创新实验调演中，李彬老师设计了“氢氧焰”的实验装置如图14,利用

气球与发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。

AB

图14

A瓶中硫酸铜溶液的作用是,B瓶中产生气体的化学方程式为（,通过玻璃活塞历、

电分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作:①关闭电，打开K.,通入氧气，将带火星的木条

置于三通管口处，观察到，说明氧气具有助燃性。将燃着的木条移开，管口处无火焰。②关

闭打开通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管II处有火焰。移去燃着的木条，氢气安静地

燃烧，说明氢气具有可燃性，该反应的化学方程式为。把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈

红热状;打开K一通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是o

【解析】（1）仪器①是集气瓶。（2）实验室制取一.氧化碳的发生装置属于固液常温型，即选A。在装入

药品前，必须检查装置气密性。若要收集干燥的二氧化碳，需将发生装置与装置E和装置D相连，其中装

置E内的试剂是干燥剂浓硫酸，气体应从导管的a端口通入。（3）A装置是过氧化氢分解放出氧气的实验装

置，显然A瓶中硫酸铜溶液是催化剂，具有加快反应速度的作用。B瓶中产生的是氢气，该反应的化学方

程式不难书写，但要注意标注气体符号。当关闭心、打开峪通入氧气时，处于三通管口处的带火星木条会

复燃；当关闭心、打开L通入氢气时，处于三通管口处的燃着木条能将氢气点燃，该反应的化学方程式也

不难书写，但要注意标注反应条件。当把铁片放在空气中的“氢氧焰”上，铁片呈红热状，而当打开K.

通入氧气时，铁片处于纯氧中的氧快焰上，铁片被迅速熔断。上述对比实验说明，增加氧气浓度可以促进

燃料充分燃烧，放出的热量更多，火焰的温度更高（有利于金属的切割和焊接）.

【答案】（1）集气瓶（2）A检查装置气密性D浓硫酸a

⑶催化作用H,SO4+Zn=ZnSO」H,T带火星的木条复燃2H,+O,史捶2HQ氢气在氧气中

燃烧更充分，能放出更多热量

五、对点训练

1.（2017•南京）实验室制取某些气体的装置如图15。下列说法正确的是（）

③④⑤

图15

A.装置①和⑤组合可以用来制取氧气

B.装置②和③组合可以用来制取氢气

C.装置②和④组合可以用来制取二氧化碳

D.装置②可以较好地控制反应速率

2.（2017•湖州）实验室为了收集干燥的二氧化碳气体，让制取的气体先后经过甲、乙两装置。下列

关于甲、乙两装置导管的连接方式正确的是（）

甲乙

图16

A.a接c8用接4C.b接cD.b接d

3.（2016•广东）图17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不变红缓慢通入CO；

D.①变红，②③④不变红

图17

4.（2016•大连）向充满二氧化碳的集气瓶中，加入滴有紫色石蕊溶液的水，约占集气瓶容积的1/5,

立即盖上玻璃片，用手压住玻璃片，充分振荡后将集气瓶倒置，松开手，观察到玻璃片没有掉落，紫色石

蕊溶液变红。用微粒的观点解释以上现象。

5.（2017•绍兴）图18中甲图为制取和收集二氧化碳的家庭实验装置，左边部分是带小孔的眼药水瓶,

下部可以浸入和离开白醋，以控制反应进行与停止，它相当于乙图中的

（填装置编号）装置。该装置虚线框中应选用乙图中的（填装置编号）装置来收集co,气

乙

图18

6.（2016•雅安）某学习小组用图19进行CO2的制取及性质探究实验。

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17.3go20℃时，碳

酸钠、碳酸氢钠在水中的溶解度分别为21.8g和9.6g。

请回答下列问题：

（1）图中装置A是用大理石制C02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?逸出的操作是。

（2）装置C中放有干和湿的石蕊试纸各一张，当通入CO?一段时间后，湿的试纸变红色，干的试纸不变

色，实验结论是。

（3）当通入CO?一段时间后，装置D中观察到溶液中有白色沉淀（NaHCO：,）出现，则反应的化学方程式

是。

（4）当通入C02一段时间后，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

浓硫酸石蕊试纸饱和碳NaOH饱和

酸钠溶液乙醇溶液

BCDE

图19

7.（2017•徐州）请根据实验装置图20回答有关问题。

图20

(1)写出标号仪器的名称:①,②O

(2)用A、E组合制取氧气，有关反应的化学方程式为;在气体收集完毕后，接下来的操

作是，

(3)实验室制取二氧化碳用稀盐酸而不用浓盐酸，是因为浓盐酸具有o常用石灰水检验二

氧化碳气体，有关反应的化学方程式是o

(4)乙焕是一种微溶于水的气体，密度与空气接近，实验室常用块状电石和水在常温下反应制取乙块.

制我乙烘的发生装置选(填装置编号，下同)，收集装置选o

8.(2017•广州)分液漏斗是化学实验室一种常用的仪器，可用于滴加液体或分离互不相溶的两种液体。

实验室部分装置如图21所示。

ABC

图21

(1)实验室用KMnOi制取的化学方程式为0

(2)实验室制取气体通过反应物状态、反应条件等选用相应的反应装置，请完成下表空格。

反应装置

制取的气体反应物反应条件

(康编号)

催化剂MnO?

KClCh固体

0?固体、加热—

催化剂MnO：

HQ?溶液C或D

—固体、常温

一和______或

co?常温

NH,。饱和溶

加热

N2液与NaNO：—

饱和溶液

(3)关于装置C和D的下列说法正确的是(填字母，双选)。

A.装置.C发生反应时，分液漏斗下端必须浸没在液体中

B.装置I)发生反应时，长颈漏斗下端必须浸没在液体中

C.装置C和D的气密性检查的操作方法相同

D.装置C和D均可用于制取一定量的H2

LA2.A3.A

4.玻璃片没有掉落的原因：二氧化碳分子扩散到水分子之间，瓶内压强减小。

紫色石蕊溶液变红的原因：二氧化碳分子与水分子结合成碳酸分子，解离出H+,使石蕊变红。

5.AC

将燃着的木条放在集气瓶口，若熄灭则收集满了

6.(1)长颈漏斗CaC0a+2HCl=CaCl,+H,O+CO,T

将燃着的木条放在导气管匚，观察木条是否熄灭

(2)二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性

(3)CO,+H,O+Na,CO,=2NaHCO.

(4)出现白色沉淀2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

7.(1)铁架台分液漏斗

(2)2KMQ=K2MnO4+MnO2+02T

先将导管移出水面，再熄灭酒精灯

(3)挥发性Ca(OH)2+CC)2=CaCOs」+H20

(4)BE

8.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2T

(2)A02石灰石(或大理石)稀盐酸CDB

(3)BD

《燃烧的条件》专题复习

本实验旨在引导同学们加深对燃烧条件的认识，进一步了解灭火的原理；初步学会利用控制变量法、

对比实验法设计实验方案。

一、探究燃烧的条件

此实验包含着不安全因素，若在家做必须有家长在场。

1.物质燃烧的三个条件

（D用棉花分别随酒精和水，放到酒精灯火焰上加热片刻，发现酒精能燃烧，水不能燃烧。此实验说

明，燃烧的条件之一是:要有可燃物。

（2）取一小块乒乓球碎片和滤纸碎片，分别用坨烟钳夹住，放到酒精灯上加热，发现两者都能燃烧。

再从乒乓球和滤纸上各剪下一小片（同样大小），分开放在薄铜片的两侧，加热铜片的中部（见图1）,很快

发现乒乓球碎片燃烧，滤纸碎片炭化。此实验说明，燃烧的条件之一是:温度要达到可燃物的着火点。

（3）点燃两支完全一样的短蜡烛，然后将烧杯罩在其中一支蜡烛上（见图2）,很快发现被烧杯罩住的蜡

烛火焰熄灭了，而另•支蜡烛仍然正常燃烧。此实验现象说明，燃烧的条件之一是：可燃物要与氧气（或空

气1接触。

综上可得，燃烧需要二个条件：可燃物;温度达到着火点;与氧气（或空气）接触。

图2

2.可燃物燃烧的改进实验

（1）借助磷探究可燃物燃烧的条件（装置见图3）。

,红债

白磷-热水

（sor）

图3

将少许白磷和红磷分装于Y股管的两个支管内，管口立即紧套一个小气球;在盛有80℃热水的烧杯里,

快速放入少许白磷，然后将Y形管的两个支管伸入热水中。很快可以看到，支管里的白磷燃烧，冒出浓厚

的白烟,小气球膨胀，而幻.磷、热水中的白磷均不燃烧.上述实验现蒙说明，可燃物燃烧需要两个条件：

与氧气（或空气）接触;温度达到着火点。

（2）借助木炭探究可燃物燃烧的条件（装置见图4）。

图4

首先，向处于常温状态的木炭通入氧气，木炭没有燃烧，这说明可燃物虽与氧气接触，但由于温度达

不到着火点（350℃）却不能燃烧。然后停止通入氧气，点燃酒精灯加热木炭，木炭仍然不能燃烧，这说明

可燃物的温度虽然达到了着火点，但由于缺少氧气也不能燃烧。接下来，熄灭酒精灯（此时木炭仍然很热），

通入氧气，木炭立即剧烈燃烧起来，放出大量的热，同时澄清的石灰水变浑浊。此实验也能说明，可燃物

燃烧需要与氧气接触，同时温度要达到可燃物的着火点。

二、燃烧与灭火的趣味实验

1.魔棒点灯

主要操作：用玻璃棒蘸取固体高钵酸钾与浓硫酸的混合物，将此混合物与酒精灯的灯芯接触，酒精即

刻燃烧起来。

实验原理：2KMnO4+H2SO4K2SO4+Mn2O7+H2O一放出大量的热；

2Mn2O704MnC>2+3。2T一产生足量的氧气；C2H5OH+3O2电暨3CO2+3H2O-酒精的温度达

到着火点，接触到足最的氧气，因而燃烧起来。

2.滴水生火

主要操作:用脱脂棉包住过氧化钠，再滴加几滴水，脱脂棉很快燃烧起来。

实验原理:过氧化钠（g2。2）与水反应，不仅放出大量的热，而且产生氧气:2砧曲+2H?O=4NaOH+O2t。

因比，人们常用这个反应表演“滴水生火”的魔术。

3.吹气生火

主要操作:用脱脂棉包住过氧化钠，再向棉球中吹入二氧化碳气体，脱脂棉很快燃烧起来。

实验原理:过氧化钠与二氧化碳反应，不仅放出大量的热，而且产生氧气：2Na202+2C0?=2Na£（）3+（）2。

因比，人们常用这个反应表演“吹气生火”魔术。

4.水中生火

主要操作:烧杯中盛放半杯约70℃的热水，然后在水底放一小块白磷;将集满氧气的大试管对•准白磷倒

扣在水中，水底立刻出现黄色的火苗和浓厚的白烟（见图5）。

实验原理:可燃物白磷接触到了氧气，温度乂达到了着火点（只有40℃）,因而燃烧起来。

5.烧不坏的棉手帕

主要操作:将酒精和水按照7:3的体积比，配制成酒精溶液;将一块棉手帕在酒精溶液中浸湿，然后点

燃,棉手帕上的酒精一会儿烧完了，而手帕完好无损。

实验原理:虽然酒精燃烧放出大量的热，但同时水蒸发吸热，酒精蒸发也吸热，棉手帕

的温度就很难达到其着火点，也就烧不起来了。一袤

6.铜线圈灭火普

主要操作:用粗铜丝或多股铜丝绕成一个

内径比蜡烛直径稍小点的线圈，圈与圈之间图6

需有一定的空隙。点燃蜡烛，把铜丝制成的

线圈从火焰上面罩下去（见图6）,正好把蜡烛

的火焰罩在铜丝里面，这时空气并没有被隔

绝，可是蜡烛的火焰却熄灭了。

实验原理:铜具有良好的导热能力，当铜

丝罩在燃着的蜡烛上时，大部分热量被铜丝传走，导致蜡烛温度降低，当温度低于蜡烛着火点时.，烛火就

熄灭了。

7.罩在杯下的蜡烛谁先灭

主要操作：点燃长短不同的

两根蜡烛，然后用大烧杯罩住

（见图7）。片刻后发现，高的

蜡烛先熄灭。

实验原理:气体温度越高，

密度越小。由于蜡烛燃烧放热，

使得烧杯内的二氧化碳气体因温度升高而快速上升，因而倒M烧杯的上方二氧化碳的浓度大，卜是较高的

蜡烛因缺氧而熄灭。这也告诫我们，在火场中要伏低身体，以避开高处高浓度的毒气。

三、疑难解答

1.将蘸有酒精、水的棉花在酒精灯上长时间加热会发生的现象

如果加热时间较长，两个“棉花球”都会燃烧起来。原因是蘸有酒精的棉花球因酒精燃烧放出的热量

传给了棉花球，使其温度上升达到了棉花的着火点，引起棉花燃烧；蘸有水的棉花球当水分蒸发完之后，

棉花球便暴露在酒精灯的火焰中，温度上升，且棉花球与空气接触，也达到了燃烧所需的三个条件，因而

棉花球燃烧起来。

2.可燃物的着火点是否能降低

着火点是可燃物燃烧所需的最低温度，它是物质本身固有的属性。对于固体来说，着火点的高低与表

面积大小、组织的粗细、导热系数的大小等有关;对于液体、色体燃料，着火点高低与火焰接触它们的情

况和外界压强的大小等有关（如柴油机就是通过将空气压缩，降低柴油的着火点，达到燃烧目的的）。降温

灭火不能说成是“降低着火点灭火”，因为一定状态的某种可燃物，其着火点不会随着温度的降低而降低。

3.燃烧是否都需要氧气

通常讲的燃烧都是要有氧气参加的，但是“任何剧烈的发光、放热的化学反应都是燃烧”，因此有一

些燃烧就没有氧气参与（用其他氧化剂代替氧气），如氢气在氯气中燃烧，铁条在二氧化碳中燃烧，金属钠

在二氧化碳中燃烧。

另外，在有氧燃烧中，可燃物燃烧都需要一个最低氧含量，如果氧气的体积分数低于这一浓度，燃烧

就不会发生。一些常见的可燃物燃烧需要的最低氧含量见下表：

可燃物最低氧可燃物最低氧可燃物最低辄

名称含量/%名称含量/%名称含量/%

黄磷

氢气5.9丙酮13.05.9

（白磷）

二硫大量

乙块3.710.58.0

化碳喝花

乙健12.0汽油14.4蜡烛16.0

乙醇15.0煤油15.0木炭14.0

读表还可知，任何可燃物在有限的空间里燃烧时，当氧气的体枳分数降低到“最低氧含量”以下时,

燃烧都会自行停止。可燃物在有限空间里燃烧时，也无法耗尽氧气。

四、例题导学

【例题】（2017•江西）图8是“燃烧的条件”实验活动的部分操作示意图。

蔺酒精啾的

连纸碎序乒序球碎片

•，餐上，■铜片―

AB藤0

实验一实验二实验三

图8

（1）仪器①的名称为。

（2）实验一加热片刻观察到八中棉球上的酒精燃烧产生蓝色火焰，B中棉球上的水不燃烧，由此得出燃

烧的条件之一是。

（3）实验二观察到先燃烧的物质是;若将铜片上的物质换成等量的木屑和燥粉进行实验，观

察到木屑先燃烧，说明木屑的着火点比煤粉

（4）实验三将燃着的蜡烛放在图示的密闭容器中，同时用氧气传感器测出密闭容器中氧气含量的变化

如图9所示。下列说法错误的是（填字母）。

A.蜡烛燃烧需要氧气

B蜡烛燃烧前，密闭容器

中氧气的体积分数为21%

C.蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氯气

D.蜡烛熄灭后，密闭容器中的二氧化碳体

积分数为84%

【解析】（1）仪器①是酒精灯。（2）实验一中，

酒精燃烧而水不燃烧，说明燃烧需要可燃物。

⑶实验二中，因为乒乓球碎片的着火点低于滤纸碎片，所以观察到先燃烧的物质是乒乓球碎片。当利用

木屑和煤粉进行燃烧实验时，由于木屑先燃烧，说明木屑的着火点比煤粉低。（4）读图可知，蜡烛在密闭

容器里燃烧时，其中氧气的体积分数由2设逐渐降低至16乐并保持16%不变（任何燃烧不可能耗尽氯气）。

以上信息说明，蟒烛燃烧需要氧气，A项说法正确;蜡烛燃烧前，密闭容器中氧气的体积分数为21%,B项说

法正确;蜡烛熄灭后，密闭容器中还有氧气，C项说法正确;但不能说明“蜡烛熄灭后，密闭容器中的二氧

化限体积分数为84%”，因为此时密闭容器里剩余气体还有氧气、氮气等，因此二氧化碳气体的体积分数不

可能高达84%（肯定高于Q03%）,D项说法错误。

【答案】（1）酒精灯⑵燃烧需要可燃物（3）乒乓球碎片低（4）D

五、对点训练

1.（2017-徐州）下列关于燃烧与灭火的解释，不合理的是（）

A.粮库失火用水浇灭一降低了可燃物的着火点

B.扑灭森林火灾时开辟隔离带一清除和隔离了可燃物

C.用扇子扇煤炉，炉火越扇越旺一提供充足的氧气

D.图书档案起火，用二氧化碳扑灭一隔绝氧气

2.（2016•漳州）运用图10所示装置探究可燃物的燃烧条件，下列说法错误的是（）

A.①②现象对比，说明温度达到可燃物的①良磷零1磷一

、//薄铜片

着火点是燃烧条件之一CyTTTT7Tr3^

B.①③现象对比，说明有氧气参与是燃烧（热水

条件之一唇荽霆I③白磷

C.白磷的着火点低于80℃

图10

D.热水只起到加热作用

3.（2016•绥化）下列灭火方法中，利用“降低温度到着火点以下”这一原理的是（）

A.炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭

B.堆放杂物的纸箱着火时，可用水浇灭

C.扑灭森林火灾时，将大火蔓延路线前的一片树木砍掉

D.熄灭酒精灯时，用灯帽盖灭

4.（2016•盐城）图11是探究燃烧条件的实验装置。有关该实验的说法不正确的是（）

A.只有左侧试管中的红磷能燃烧

B.只有右侧试管中的白磷能燃烧红磷

C.磷燃烧的反应属「氧化反应

D.烧碱溶液的作用是吸收燃烧产物，减轻污染

图11图12

5.（2017•临沂）己知:石蜡的着火点约为190C,蜡烛的火焰由气态石蜡燃烧形成。如图12所示，在

温度计示数为280c以上时，快速推动活塞，会观察到蜡烛立即熄灭。蜡烛熄灭的主要原因是（填

字母）。

A.移走可燃物

B.隔绝氧气

C.降低温度至着火点以下

6.（2017•温州）为了研究匕燃物的燃烧条件，某兴趣小组同学用图13所示装置进行了实验（白磷、

红璘均不超过绿豆大小，锥形瓶中的白磷A与红磷C尽量拉开距离）。白磷的着火点为40℃,红磷的着火

点为240匕。

图13

（D写出锥形瓶中发生的实验现象:

(2)结合本实验目的，写出烧杯中70℃热水的作用:

1.A2.D3.B4.A5.A

6.(1)白磷A剧烈燃烧，产生大量白烟，温度计示数升高

(2)使白磷B隔绝空气;使温度达到白磷着火点

《氧气的实验室制取与性质》专题复习

本实验旨在引导同学们学习组装实验室制取氧气的实验装置，并能制取和收集氧气;通过木炭、铁丝、

蜡烛分别在氧气中燃烧的实验，认识氧气的化学性质。

一、氧气的制取

1.实验原理

为了学习和巩固更多的实验技能，“基础实验”中多采用操作难度相对较大的“加热高镒酸钾制取氧

气”的方法，有关的化学方程式是2KMnO44KWnOjMnOz+C^T。

2.实验装置

加热高镒酸钾制氧气时，发生装置选图1中的B装置，收集装置选图1中的C或D装置（若要收集干

燥的氧气则选用I）装置，若要收集高纯度的氧气则选用C装置）。

上任遍河

ABCDE

图1

3.实验步骤

（D检查装置气密性。

常用手捂加热法检查，先把导管口浸没在水中（形成密闭系统），再用手心给试管加热（系统内压强因

气体的温度升高而增大），若导管口冒气泡，则装置不漏气。也可用鼓气法、抽气法检查装置是否漏气。

（2）将药品装入试管。

用药匙把药品送入试管里（操作要点是“一斜、二送、三直立”），并平铺在试管底部（以增大药品的

受热面）；在装好药品后，还要在靠近试管口处放一团棉花，以防止KMnOi粉末在受热时进入导管。

（3）固定气体发生装置。

用铁夹固定试管时，应夹在距试管口1/3处（见图2）。若夹持点离试管口较近，易造成式管脱落;若

夹持点离试管口较远，则铁夹离受热部位较近，易造成试管破裂。试管口还要梢微向卜倾斜，以防止为品

中的冷凝水倒流，使试管炸裂。

图2

（4）点燃酒精灯加热试管。

点燃酒精灯后，要先预热试管;然后先加热离试管口近的药品，再逐渐向试管底方向加热药品，这样

既可以防止固体粉末随气流冲向试管口，又便于控制氧气放出的速率。

（5）收集氧气。

若用向上排空气法收集氧气，导管口一定要插到接近瓶底的位置，否则集气瓶里的空气排不尽。用向

上排空气法收集的氧气不够纯净.而且氧气何时集满也不能直观地看见，必须通过验满操作;把带火星的

木条放在集气瓶口，看木条是否复燃）才能知道，不过，用向上排空气法收集的氧气干燥，旦操作简单。

我们多用排水法收集氧气，因为排水法收集的气体更为纯净，而且能够直观地看到气体何时集满。使用排

水法收集氧气时，集气装置在加热药品之前就应准备好，即把集气瓶盛满水，用玻璃片盖住瓶口的一小部

分，随后推动玻璃片把瓶口全部盖住（注意不要让瓶口水面处留有气泡），然后把盛满水的瓶子连同玻璃片

一起倒立在水槽内。加热药品后，先冒出的是空气，不宜收集，等到气泡连续均匀地冒出时才能把导管口

放在集气瓶口。等集气瓶里水排完了（看到气泡从瓶口冒出），就说明氧气集满了，此时在水下用玻璃片盖

住瓶口，小心地把瓶子移出水槽，正立在桌面上。

（6）将导管撤离水槽。

若用排水法收集氧气，停止制气时一定要先把导气管从水槽中拿出，再停止加热。若先停止加热，试

管内温度降低，压强随之减小，水槽里的水就会在大气压的作用下沿导管倒流，使炽热的试管炸裂。

（7）熄灭酒精灯。

熄灭酒精灯不能用嘴吹（以防失火），应用灯帽盖灭。实验完毕，还要从右向左、自上而下拆开装置，

并洗刷、整理仪器。

以上7步操作，可用7个字来概括:查、装、定、点、收、离、熄（各标题中加点的字），弃用谐音“茶

庄定点收利息”来加深记忆。

二、氧气的化学性质

氧气具有支持燃烧的性质，通常称之为氧化性。

1.木炭在氧气中燃烧的实验

（1）实验操作。

用增祸钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，再将木炭缓慢插入盛有氧气的集气瓶中。有关的

C+O^^COo

化学方程式:22

（2）实验现象。

木炭在氧气中燃烧发出白色的光（不是火焰），放出大量的热，生成的无色气体能使澄清的石灰水变浑

浊,

(3)注意事项。

要使木炭由上而下缓慢插人氧气瓶中，以确保氧气被充分利用；若快速插入，则二氧化碳热气流上升

会将上方的氧气排出，致使木炭燃烧的时间过短。

(4)改进装置。

课本实验中，由于集气瓶内氧气的量有限且不能及时补充，因而木炭剧烈燃烧的时间很短，甚至难以

剧烈燃烧。如果利用图4改进装置进行实验，则可以扬长避短。只要注入适量的过氧化氢溶液，锥形瓶里

便会立刻产生氧气；然后将红热的木炭伸入弯曲的长颈漏斗口，木炭即刻剧烈燃烧，发出白光。并且，只

要过氧化氢溶液持续加入，木炭剧烈燃烧的时间就比较长。

2.铁丝在氧气中燃烧的实验

(1)实验操作。

将一根细铁丝绕成螺旋状，并在铁丝末端系一根火柴；在酒精灯上点燃火柴，待火柴快要燃尽时，将

细铁丝缓慢插入盛有氧气的集气瓶中。有关的化学方程式：3Fe+2O2-Fe3O4o

(2)实验现象。

铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热。

(3)注意事项。

集气瓶底部要预先装入少量细沙或水，以防燃烧产生的高温固体溅落下来炸裂瓶底。铁丝要绕成螺旋

状，以增大铁丝与氧气的接触面积，且减少热量散失，使铁丝更易被引燃。另外，为了延长燃烧时间，最

好使用规格为250niL的集气瓶。

(4)改进装置。

改进I：利用过氧化氢溶液快速制取氧气，将氧气通入底部有水的半截塑料瓶里;将铁丝前端的火柴引

燃后，立即伸入塑料瓶内，并对准玻璃管口正上方(见图5)。氧气无需提前制备和收集，操作更方便;塑料

瓶代替集气瓶，不会炸裂，更安全;装置集氧气制取、干燥和性质验证于一体，实验更加优化。

图5

改进I【：增氧酒精灯是在普通酒精灯的灯芯座中间加•个导气管（增氧孔），使用时将氧气源源不断地

通入增氧孔。点燃增氧酒精灯，酒精剧烈燃烧，火焰发白，放出大量的热。利用增氧酒精灯，只需将铁丝

直接放在火焰中间，铁丝就能持续不断地剧烈燃烧（见图6）一铁丝的温度容易达到其燃点，巨铁丝周围充

满氧气。

图6

三、疑难解答

1.加热高钵酸钾得到的氧气量大于理论值的原因

加热高锌酸钾至200℃时，即可发生分解：2KMnOjAKzMnO’+MnOz+OzT,该反应氧气的产率

32

约为——xl00%=10.13%,而实际上氧气的产率能达到13%~19乐这主要有两个原因:一是温度高（300℃

316

以上）的情况下，高锌酸钾分解彻底：6KMnO4=2K2MnO4+K2Mn4Ox+4O2T,

KMnO49KMnO/C^T；二是在温度高时，高镉酸钾受热分解的产物KMiO,还会继续分解，放出氧气。

2.实验室制得氧气不纯的原因

所得氧气不纯的原因主要有:没有等到装置中的空气排尽，就开始收集氧气;采用排水法集气时，集气

瓶中没有装满水，留有空气泡;收集完气体后，玻璃片与集气瓶口之间密封不好等。

3.铁丝燃烧时火星四射的原因

做实验使用的多是细钢丝，其中含有极少量的碳，这些碳在铁丝燃烧时也会燃烧，且生成二氧化碳气

体，包裹在液态铁中的二氧化碳气泡会迅速瞰胀，从而使铁及其氧化物向四周飞溅，于是便看到火星四射

的现象。

4.铁丝燃烧的产物不是Fe。或FeO的原因

铁的氧化物有三种：Fe3（kFe2（h和FeO,而在自然界中铁的氧化物仅有Fe：,0」和FezOi这两种，因为FeO

极易被氧化为履2。3；再者，由于铁丝在氧气中燃烧时能产生1500℃的高温，而小2。3在1400℃时就会分解

为Fe。,。因此，铁丝在氧气里燃烧的产物很少有红棕色的FezO,几乎都是黑色的Fe。1。

5.铁丝燃烧溅落下来的黑色物质中有没有铁

铁丝在氧气中燃烧时能产生1500C的高温，而在这一温度下铁已熔化，因此受重力的作用，熔化的铁

会与生成的FeQ一起溅落下来。如果将黑色熔化物冷却、研碎，再滴加稀硫酸或稀盐酸，就会产生气泡,

这一实验现象充分说明，铁丝燃烧溅落下来的黑色物质中含有铁。

四、例题导学

【例题】（2017•温州）在用氯酸钾和二氯化钵的混合物制取氧气实验后，为了进一步探究二氧化钵的

用量对氯酸钾分解速度的影响，小明用图7装置，以及实验室提供的实验所需药品和器材进行实验。老师

对实验的建议：

图7

①每组实验氯酸钾用量可取4克，二氧化钵质量不宜超过2克。

②实验应设计4组。

（1）结合老师建议，补充完整实验步骤①之后的其他步骤。

①检查装置气密性；

（2）实验结束后，小明回收了二氧化锦。如果要证明二氧化锌是氯酸钾分解的催化剂，还需验证二氧

化猛的保持不变。

【解析】（1）这4组实验的设计，既要考虑变量的控制，又要观察产生氧气的速率，还要记录、分析

实验数据。据此，不难设计出如下操作步骤:②取4g氯酸钾与0.5g二氧化锌，均匀混合后加入试管中，

按组连接好实验装置;③加热试管，用秒表记录量筒中收集一定体积氧气所需的时间;④换用3支相同的试

管，各加入4g氯酸钾，并分别与1g、1.5g、2g二氧化钵均匀混合，用相同装置重复步骤②③;⑤比较

实给记录的4次时间大小，判断氯酸钾的分解速率与二氧化镒用量的关系。（2）若要证明二氧化锌是氯酸

钾分解的催化剂，还需验证二氧化镒的质量和化学性质在反应前后没有发生改变。

【答案】（1）②取4g氯酸钾与0.5g二氧化镭，均匀混合后加入试管中，连接好装置;③开始加热试

管，用秒表记录量筒收集一定体积氯气的时间;④换用3支相同的试管，各加入4g氯酸钾，分别与1g、

1.5g、2g二氧化锌均匀混合，用相同装置重复步骤②③;⑤比较实验记录的4次时间大小，判断氯酸钾

的分解速率与二氧化镒用量的关系（2）质量和化学性质

五、对点训练

1.（2016•黄石）下列关于催化剂的说法正确的是（）

A.催化剂必定加快反应速率

B.反应前后催化剂的化学性质通常会发生改变

C.在酿造工业和制药工业，一般都要用酶作催化剂

I）.用氯酸钾制取氧气时，加入催化剂可使生成氧气的质量博加

2.（2016•邵阳）在进行“僦气的实验室制取与性质”实验时，某同学制得的氧气不纯。你认为可能

的原因是（）

A.用排水法收集0?时:集气瓶装满水

B.用向上排空气法收集02时，导管伸到接近瓶底的位置

C.用排水法收集时，导管口冒出气泡，立即收集

D.用排水法收集收集满后，在水下盖上玻璃片

3.（2016•丽水）以下是用双氧水制取一瓶氧气的主要步骤，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

4.（2016•天津）下列说法中正确的是（）

A.红磷在氧气中能燃烧，在空气中不能燃烧

B.硫在氧气中燃烧后生成有刺激性气味的气体

C.镁条在氧气中燃烧时，火星四射，生成黑色固体

D.木炭伸入盛有氧气的集气瓶中剧烈燃烧，发出白光

5.（2017•宁波）根据氯气的制取和性质的相关知识，回答下列问题：

（1）图甲装置中二氧化钵的作用是。

（2）要获得一瓶干燥的氧气，图甲装置中

导管的连接顺序为a-o

（3）下列关于硫燃烧实验（见图乙）的相关描述，合理的有（填序号）。

①硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰

②硫燃烧是剧烈氧化的现象

③硫在空气和氧气中燃烧的产物不同

④集气瓶底部留有水可以减少燃烧产物对空气的污染

6.(2017•常州模拟)实验I:实验室制02o

【实验装置】

如图9所示。

【实验步骤】

①检查装置气密性。

②向锥形瓶中加入MnO2,塞紧带导管和仪器A的双孔橡皮塞;关闭活塞C,向A中添加双氧水，塞上塞

子B;将导管放入底部有少量黄沙的集气瓶中，盖上毛玻璃片。

③，控制活塞3逐滴滴加双氧水，收集S并验满。

(D写出仪器A的名称:o

(2)步骤①中，检查装置气密性的方法是。

(3)步骤②中，塞紧双孔橡皮塞的方法是,

(4)步骤③中，验满的方法是o

(5)若用图10所示装置收集则0?由(填“a”或"b”)端通入。

(6)下列关于本实验的叙述中，错误的是(填字母)。

A.为了快速获得5,双氧水的浓度越大越好

B.在橡皮管上增加止水夹，可控制反应的开始与停止

C.在装置【、II间增加装有生石灰的U形管，可制得干燥&

实验II:铁丝在Oz中燃烧。

(1)该反应的化学方程式为。

(2)该反应的现象:放热，火星四射，生成色固体。

(3)实验表明：改用加热KMnOi制取，并用向上排空气法收集的。2进行本实验，成功率更高，原因可能

是o

7.(2017•上海模拟)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氯酸钾分解速度的影响，甲设计以下对比实验：

I.将3.0gKCIO3与1.0gMnQ均匀混合加热。

H.将xgKCh与1.0gCuO均匀混合加热。

在相同温度下，比较两组实验产生0?的快慢。

I中反应的化学方程式是；H中x的值应为

(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：

②实验结论:在相同条件下，