第2节性质活泼的氧气（讲义）（原卷版）

第2章空气与水资源第2节性质活泼的氧气教学目标能通过实验探究活动认识氧气的化学性质通过比较不同实验条件下实验现象的差异，根据观察到的实验事实归纳出反应的本质;3、能列举氧气在日常生活、工业生产和科学研究中的应用，从辩证的角度初步认识物质的化学变化。重点和难点重点：氧气的化学性质。难点：实验现象的观察与分析。◆知识点一自然界中的碳氧循环虽然地球上的动植物都离不开氧气，物质的燃烧也需要消耗氧气。但通常情况下，空气中氧气的含量不会大幅减少，这是因为绿色植物的光合作用所产生的氧气，弥补了自然界中氧气的消耗，使空气中氧气的含量保持恒定。即学即练1.如图为大自然中的氧循环示意图，下列说法错误的是A．氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定B．图中只有物质燃烧是化学变化C．生物呼吸可以消耗氧气释放出二氧化碳D．植物光合作用的生成物之一是氧气2.如图是自然界中氧的部分循环示意图，分析并回答下列问题。(1)从如图所示的①~⑥中选择合适的序号填空，产生氧气的有，消耗氧气的有①⑤和。(2)从物质组成分析，空气属于(填“纯净物”或“混合物”)。空气中，氧气的体积分数约为(填“21%”或“78%”)。(3)下列关于氧气的有关说法正确的是(填字母序号)。A．氧气有百利而无一害 B．空气中氧气的浓度越高越好C．空气中氧气的含量永远不变 D．空气中的氧处于动态平衡(4)鱼、虾能在水中生存，是因为氧气(填“能”或“不能”)溶于水。(5)雨、雪等自然现象能证明空气中含有。◆知识点二氧气的性质1.氧气的物理性质（1）色、味、态：通常情况下，是无色无味的气体；（2）密度：标准状况下，密度略大于空气（在0

℃,1.01×10^5

Pa下，氧气的密度为1.429

g/L，空气的密度为1.293

g/L）；（3）溶解性：氧气不易溶于水（可用排水法收集）；（4）三态变化：降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，甚至淡蓝色雪花状固体。教材拓展：教材拓展：工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色钢瓶中。常温、常压下1体积水中约能溶解0.03体积氧气。水中的生物就是依靠溶解在水中的氧气生存的。氧气的三态变化是物理变化，因为氧气、液氧和固态氧是同种物质。2.氧气的化学性质（1）木炭、蜡烛、铁丝在氧气或空气中燃烧反应现象文字表达式在空气中在氧气中木炭发红光，放热，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。剧烈燃烧，发白光，放热，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。碳＋氧气二氧化碳蜡烛发出黄色火焰，放出热量，生成白雾和使石灰水浑浊的气体火焰明亮，发出白光，放出热量，生成白雾和使石灰水浑浊的气体碳＋氧气二氧化碳铁丝在空气中烧的红热剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体碳＋氧气二氧化碳硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成有刺激性气味的气体碳＋氧气二氧化碳注意事项：注意事项：1.夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入集气瓶中，确保木炭与氧气充分反应。2.做蜡烛在氧气中燃烧的实验时，盛氧气的集气瓶要干燥，以便观察水雾。3.做铁丝在氧气中燃烧的实验时：①铁丝若生锈，必须用砂纸进行打磨处理；②细铁丝盘成螺旋状，增大铁丝的受热面积及其与氧气的接触面积；③瓶底预先加少量水（或铺少量沙子），防止反应产生的高温固体溅落瓶底，使集气瓶炸裂；④铁丝的末端系上火柴梗，目的是引燃铁丝；⑤当火柴梗快燃尽时再把铁丝伸入集气瓶中，以免火柴梗燃烧消耗过多的氧气，使现象不明显。实验结论：氧气具有助燃性，可燃物在氧气中燃烧通常比在空气中燃烧剧烈，某些在空气中不易燃烧的物质，在氧气中却可以燃烧。3.氧化反应、化合反应（1）物质与氧气的反应属于氧化反应。氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。剧烈氧化缓慢氧化概念物质与氧气发生的剧烈的发热、发光的氧化反应物质与氧气发生的缓慢的、不易被察觉的氧化反应举例燃烧、粉尘爆炸等铁生锈、呼吸、食物腐烂、酿酒、肥料的腐熟等区别反应条件不同，现象不同，反应的剧烈程度不同联系都属于氧化反应，都放出热量教材拓展：教材拓展：1.氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生反应并放热。在这些反应中，氧气提供氧，具有氧化性。2.物质在氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈，说明燃烧程度与氧气浓度有关，氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。3.物质燃烧时的现象一般来说气体燃烧会有火焰；固体直接燃烧产生光或者火星；生成物有固体时，一般都会产生烟，生成物有液体时，一般都会产生雾。（2）化合反应（化学反应基本类型之一）：由两种或两种以上物质生成一种新物质的化学反应，称为化合反应。（“多变一”，可用A+B+⋯→X表示。）注意：氧化反应不一定属于化合反应（如石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质），化合反应不一定属于氧化反应。方法小结：方法小结：归纳是化学科学研究中一种常用的方法。化学研究物质的性质和它们的变化，各种各样的物质在化学变化中遵循一些共同的规律。为了寻找这些规律，归纳是科学家通常使用的一种方法。归纳需要以大量的实验事实作为基础。例如，通过观察、研究物质与氧气反应的大量实验现象，可以归纳出反应规律：一定条件下，氧气能与许多物质发生化学反应。即学即练1.下列关于氧气物理性质的描述不正确的是A．通常条件下，氧气是无色无味的气体B．氧气的密度比空气略大C．液态氧是无色的，固态氧是淡蓝色的D．鱼能在水中生存，说明氧气不易溶解于水2.下列说法中正确的是A．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射 B．氧气易溶于水，鱼虾可以在水中生存C．红磷在空气中燃烧生成大量白雾 D．硫燃烧时生成有刺激性气味的气体3.写出下列反应的文字表达式，并分析(1)铁在氧气中燃烧，反应。(2)硫在空气中燃烧，反应。(3)上述反应有许多共同点，我能写出2条：①；②。(4)细铁丝在氧气中燃烧，集气瓶底部放水或者细沙的目的是，细铁丝盘成螺旋状的原因是；硫燃烧时集气瓶底部放水的目的是。◆知识点三氧气的用途1.支持燃烧（剧烈氧化），冶金工业上，在炼钢过程中吹以高纯度氧气，可以获得更高的温度。和其中的碳及磷、硫、硅等起氧化反应；可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药；在金属切割及气焊等方面也有着广泛的用途。2.供给呼吸（缓慢氧化），氧气能与体内物质发生反应，生成新的物质，并放出热量，提供生物体必需的养分和能量以保证生命活动的需要。如在潜水、医疗抢救等缺氧、低氧或无氧环境中，供给氧气，以维持人或动物等正常的呼吸。观念构建：辩证认识物质与合理利用物质观念构建：辩证认识物质与合理利用物质事物往往具有两面性，自然界中的物质及其变化在一定条件下也常常表现出两面性，某些性质与变化在一些情况下表现出对人类有利的一面，在另一些情况下也可能表现出有害的一面。我们要充分认识物质性质与变化的两面性，合理地利用物质及其变化，采用科学的手段避免对人类产生危害。在某些情况下，人们需要防止物质与氧气发生化学反应。如食品真空包装或在包装袋内充入氮气等气体，其目的就是防止食品因氧化而变质。为了防止金属发生缓慢氧化而被锈蚀，人们采取了表面喷漆、涂油等多种措施以隔绝氧气和水。即学即练1.下列关于氧气的说法中，错误的是A．氧气用于炼钢B．氧气可以支持燃烧，说明氧气具有可燃性C．氧气可以供给呼吸，是因为和体内物质反应而释放能量，维持生命活动D．氧气的含量不同，某些物质与氧气反应的产物可能不同2.以典型物质为核心，进行问题的设置与整合，是我们全面认识物质性质及应用的有效途径。同学们在小组合作学习过程中，对氧气的相关问题进行了梳理。联系实际，解决问题：(1)氧气除了医疗急救外的其它用途有（写一条）。(2)空气中氧气的体积分数约为：。(3)铁在氧气中燃烧的文字表达式为。化学实验现象的观察与描述1.物质燃烧现象的正确描述描述方法一光（或火焰）、二热、三生成（物）描述格式是否剧烈燃烧+发出光或火焰+是否放热+

生成物的颜色、状态、气味等2.描述实验现象三注意①注意不能把实验结论当作实验现象来描述不能把生成物的名称当作现象来描述。

如“铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体”是实验现象，“铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁”是实验结论②注意不能脱离实验实际要认真观察实验，不能将黑色固体描述成白色固体等③注意不能片面描述实验现象要将实验现象描述完整，如木炭在氧气中燃烧，只描述为“生成能使澄清石灰水变浑浊的气体”或“发出白光”都是不全面的，反应放出热量或吸收热量也属于实验现象3.描述实验现象时注意准确性：烟与雾的区别？烟是小颗粒，雾是小液滴。氧气的检验和鉴别1.检验氧气：用带火星的木条伸到集气瓶中，若复燃则是氧气。注意：氧气浓度较低时带火星的木条不复燃，氧气浓度较高时复燃，能复燃说明氧气浓度较高，不能说是纯氧气。2.鉴别氧气、空气、二氧化碳、氮气最简单的方法：先分别放入燃着的木条，燃烧更旺的是氧气，正常燃烧的是空气，熄灭的是氮气和二氧化碳；分别向小木条熄灭的两中气体中倒入澄清石灰水，振荡，若澄清石灰水变浑浊则是二氧化碳，无明显变化则是氮气。3.鉴别思路：利用物质性质差异，注意逻辑顺序是实验操作→观察现象→得到结论，现象与结论一一对应。注意：有空气和氧气的鉴别，用燃着的木条，不用带火星的木条。实践应用1.物质在氧气中燃烧现象描述错误的是A．木炭：发出白光 B．硫磺：生成无色无味气体C．白磷：生成白色固体 D．铁丝：生成黑色固体2.鉴别、空气两种气体，简便可行的方法是A．观察两种气体在集气瓶中颜色 B．用燃着的木条分别伸入瓶内C．测试两种气体在水中的溶解性 D．将气体分别通入澄清石灰水考点一氧气的物理性质【例1】关于氧气物理性质的叙述正确的是A．氧气难溶于水 B．氧气能助燃C．通常状况下，氧气密度比空气略大 D．氧气化学性质很活泼，能跟所有物质发生化学反应解题要点解题要点氧气不易溶于水，常温、常压下1体积水中约能溶解0.03体积氧气。水中的生物就是依靠溶解在水中的氧气生存的。【变式11】氧气是动植物生存的必需品。下列关于氧气的性质的说法合理的是A．通常状况下，氧气的密度略小于空气B．物质与氧气发生化学反应时总会发光、放热C．鱼类能在水中生活，证明氧气易溶于水D．通过低温加压，可使氧气液化成淡蓝色的液体考点二氧气的化学性质【例2】按要求回答实验中涉及的问题：（1）图1是硫在氧气中的燃烧实验，集气瓶底部水的作用是。（2）图2是木炭在氧气在的燃烧实验，向集气瓶中倒入检验燃烧产物。（3）图3是铁丝在氧气中的燃烧实验，集气瓶底部水的作用是。【例3】下列属于氧气化学性质的是A．无色无味 B．不易溶于水C．密度比空气的略大 D．能支持燃烧解题要点解题要点：1.化学性质是物质在发生化学反应时体现出来的，氧气的化学性质一般有助燃性（支持物质燃烧）和供给呼吸。2.注意描述物质在氧气和在空气中燃烧现象的区别，不同燃烧实验还要注意个别保证实验结果的成功细节操作。【变式21】某同学在实验室进行甲、乙两实验，探究氧气的性质。(1)实验甲中，铁丝燃烧的文字表达式为；集气瓶底部水的作用是。(2)夹取细铁丝和木炭的仪器叫；细铁丝、木炭在空气中和氧气中燃烧的现象不同，原因是。【变式31】如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于说法正确的是（）

A．硫、磷在氧气中燃烧均会产生大量白烟B．Ⅰ、Ⅱ两类反应说明氧气具有可燃性C．铁在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物可能不相同D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量考点三实验现象的描述【例4】下列有关实验现象的描述正确的是A．碳在空气中燃烧，生成二氧化碳B．铁丝在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体C．硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰D．红磷燃烧产生大量白雾解题要点描述实验现象时只能出现感官知觉的描述性词语，不能出现具体生成的物名称。注意现象描述时的准确性，如物质的颜色、状态、气味的改变等。【变式4解题要点描述实验现象时只能出现感官知觉的描述性词语，不能出现具体生成的物名称。注意现象描述时的准确性，如物质的颜色、状态、气味的改变等。小资料：二氧化硫易溶于水，能与水反应生成亚硫酸（H2SO3）亚硫酸是液体。(1)图1中的反应现象为，写出该反应的文字或者符号表达式。(2)图2中的反应现象为，该集气瓶中加入水的作用是。考点四氧化反应和化合反应【例5】下列反应是氧化反应的是（）A．二氧化碳+水→碳酸 B．镁+氧气氧化镁 C．氧化钙+水→氢氧化钙 D．水氢气+氧气解题要点解题要点1.氧化反应的特点是有氧气的参与，化合反应的特点是物质种类由多种反应成一种。2.关系：【变式51】下列反应既属于氧化反应，又属于化合反应的是考点五氧气的用途【例6】在“新型肺炎*患者的治疗中为病人提供氧气呼吸是必不可少的环节，除此之外氧气还有很多其他性质及用途，自然界的氧气主要来源于植物的光合作用。它是比较活泼的气体，能跟许多物质发生化学反应，以下有关于氧气的叙述正确的是A．氧气具有助燃性，是一种重要的燃料B．将氧气充入灯泡可以延长灯泡的使用寿命C．鱼虾能在水中生存是不需要氧气的D．植物光合作用能产生大量的氧气解题要点熟练掌握氧气的用途，如：供给呼吸（医疗急救、潜水、登山等）；支持燃烧（焊接和切割金属、炼钢等）。利用性质决定用途解题要点熟练掌握氧气的用途，如：供给呼吸（医疗急救、潜水、登山等）；支持燃烧（焊接和切割金属、炼钢等）。利用性质决定用途，用途体现性质，可推测相关物质的用途。A．物质的性质决定用途，氧气能支持燃烧，所以可以做燃料B．空气中按质量分数计算，氧气约占21%C．测定空气中氧气含量的实验中，可以用木炭代替红磷D．在充满氧气的集气瓶中做铁丝燃烧实验时，可以用细沙代替集气瓶底部的水基础达标1．下列关于氧气性质的描述中，不正确的是A．氧气不易溶于水，在室温下，1L水只能溶解约30mL氧气B．通常状况下，氧气是种无色、无味的气体C．氧气是一种化学性质非常活泼的气体，能和所有的物质发生反应D．在压强为101kPa时，降低温度到183℃时，氧气能变为淡蓝色液体，继续降温到218.8℃能变成淡蓝色固体2．下列有关氧气的说法正确的是A．氧气的密度比空气略小B．鱼、虾等能在水中生存，是由于氧气极易溶于水C．氧气能支持燃烧，可作燃料D．氧气的化学性质比较活泼，一定条件下能与许多物质发生反应3．小明笔记本记录的实验现象，正确的是A．细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色四氧化三铁B．木炭在氧气中燃烧后，往瓶中加入少量澄清石灰水会变浑浊C．硫在空气中燃烧时，发出微弱的淡蓝色火焰，生成无色无味的气体D．红磷在空气中燃烧产生大量的白色烟雾4．下列实验现象描述正确的是A．硫燃烧后生成有刺激性气味的气体B．木炭燃烧后生成黑色固体C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁D．红磷在空气中燃烧时产生白色烟雾5．燃烧需要氧气，下列物质不能在空气中燃烧的是A．红磷 B．硫磺 C．铁丝 D．木炭6．下列叙述正确的是A．氧气在液态时是无色的B．化合反应是指两种物质生成一种物质的化学反应C．氧气能使带火星的木条复燃D．石蜡的燃烧属于化合反应7．下列反应既是化合反应又是氧化反应的是D．碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水8．下列变化属于缓慢氧化的是A．铁高温下化为铁水 B．铁丝在氧气中燃烧C．铁生锈 D．蔗糖溶解9．氧化反应在生产、生活中应用广泛，下列应用的主要原理不涉及氧化反应的是A．农家肥料的腐熟B．粮食酿酒和酿醋C．澄清石灰水变浑浊D．用天然气燃烧产生的热量做饭10．有关蜡烛的性质和燃烧实验现象的描述中错误的是A．蜡烛硬度低，可以用小刀切割B．蜡烛能被点燃，说明蜡烛具有可燃性C．蜡烛在空气中燃烧发出黄色火焰，放热，生成二氧化碳和水D．产生的气体能使澄清石灰水变浑浊11．下列化学反应中，属于化合反应的是12．2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。航天员在空间站工作生活了183天，在空间站的生活离不开氧气。下列有关氧气的说法正确的是A．液态氧气可用作火箭的助燃剂 B．氧气在空气中的质量分数为21%C．固态氧为白色雪花状固体 D．鱼类能在水中生存，证明氧气易溶于水13．化学反应常常住随着一定现象的发生，下列物质在氧气中燃烧能产生大量白烟的是A．硫 B．红磷 C．木炭 D．铁丝14．下列关于氧气性质的说法错误的是A．可燃物在氧气中的燃烧比在空气中的燃烧更剧烈B．氧气在氧化反应中提供氧，它具有还原性C．把带火星的木条伸入盛有氧气的集气瓶内，木条复燃，说明氧气具有助燃性D．氧气的化学性质比较活泼，在一定条件下能与磷、硫、铁等发生反应15．下列有关氧气的说法正确的是A．氧气能支持燃烧，可做燃料 B．氧气的密度比空气大C．氧气极易溶于水 D．空气中氧气所占的体积分数最大16．三个集气瓶内分别盛有空气、氮气、氧气，为了鉴别出三种气体，正确的方法是A．用带火星的木条伸入各瓶内 B．向各瓶中倒入澄清的石灰水C．用燃着的木条伸入各瓶内 D．看颜色、闻气味17．下列现象描述错误的是A．木炭在空气中燃烧产生二氧化碳B．红磷在空气中燃烧产生大量白烟C．硫在氧气中燃烧，产生蓝紫色火焰D．铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体18．近日，在距地球5.6亿光年的“马卡良231”（Markarian231）星系内，中外科学家联手发现了氧气。据悉，这是人类首次在银河系外发现氧气，也是迄今为止在太阳系外探测到氧气最多的一次。下列关于氧气说法正确的是A．氧气可以支持燃烧，是高能燃料 B．固态氧为淡蓝色雪花状固体C．鱼类能在水中生存，因为氧气易溶于水 D．氧气的化学性质很活泼，常温下能和所有物质反应19．如图所示是木炭在氧气中燃烧的实验操作，试回答下列问题：(1)木炭应该放在瓶中。(2)B图中，用夹取一小块木炭放在火焰的部分迅速烧红；C图中盛放氧气的瓶口盖上玻璃片的目的是；(3)C图中，木炭在氧气中燃烧发生的现象是；燃烧停止后，取出坩埚钳，往集气瓶里加入少量的澄清石灰水，振荡，发生的现象是。20．空气是重要的自然资源。(1)潜水员水下作业时需携带氧气瓶，因为氧气能。(2)氮气的化学性质不活泼，因此生活中常用作。(3)稀有气体通电后会发出不同颜色的光，可用作。21．氧气是一化学性质的气体，它可以与金属、非金属、化合物等多种物质发生