初中九年级化学（沪教版）核心知识清单：性质活泼的氧气

初中九年级化学（沪教版）核心知识清单：性质活泼的氧气【学科背景】本知识清单依据上海教育出版社出版（沪教版）义务教育教科书《化学》九年级上册第二章《身边的化学物质》第一节“性质活泼的氧气”编写。氧气作为学生系统学习的第一种具体物质，其“性质决定用途，用途体现性质”的学科思想贯穿始终，是初中化学的核心内容，也是中考的【高频考点】和【重中之重】。一、氧气的工业制法——从空气中获取宝藏（物理变化）【基础】【了解】（一）原理揭秘：利用分离液态空气法。这一方法的核心依据是构成空气的各组分（主要是液态氮和液态氧）的沸点不同。在低温条件下加压，使空气液化，然后控制温度，让沸点较低的液态氮（沸点196℃）先蒸发出来，余下的便是沸点较高的液态氧（沸点183℃）。这个过程属于物理变化，因为没有新物质生成，只是利用了物质物理性质（沸点）的差异进行分离14。（二）知识拓展：工业上生产出的氧气通常被加压贮存在天蓝色的钢瓶中，以便于运输和使用。这一工业制法的原理也经常在选择题或填空题中作为考点出现，要求判断其变化类型（物理变化）或分离依据（沸点不同）。二、氧气的实验室制法——化身小化学家（化学变化）【高频考点】【难点】【实验探究核心】实验室制取氧气是初中化学最重要的实验之一，主要涉及三种方法，其中高锰酸钾法和过氧化氢法是中考的【必考内容】。（一）过氧化氢溶液（双氧水）制氧气（固液不加热型）【重要】1、药品：过氧化氢溶液（无色液体，常用浓度3%10%）、二氧化锰（黑色粉末，作为催化剂）。2、反应原理（文字表达式）：过氧化氢—(二氧化锰)→水+氧气14。3、反应原理（化学符号表达式）：H₂O₂—(MnO₂)→H₂O+O₂。4、实验装置：发生装置选用固液不加热型（如图：锥形瓶+分液漏斗或长颈漏斗，或简易的试管+导管）。收集装置根据氧气性质（不易溶于水，密度比空气大）可选排水法或向上排空气法。5、操作要点与【易错点】：（1）若使用长颈漏斗，其末端必须伸入液面以下，形成“液封”，防止生成的氧气从漏斗口逸出。（2）分液漏斗的优点是可以控制液体滴加的速率，从而控制反应速率，获得平稳的气流。（3）该反应的优点：反应在常温下进行，不需要加热，操作安全、简便；产物是水，无污染。（二）加热高锰酸钾制氧气（固固加热型）【重要】1、药品：高锰酸钾（KMnO₄），一种暗紫色（或紫黑色）的固体。2、反应原理（文字表达式）：高锰酸钾—(加热)→锰酸钾+二氧化锰+氧气14。3、反应原理（化学符号表达式）：KMnO₄—(△)→K₂MnO₄+MnO₂+O₂。4、实验装置：发生装置选用固固加热型（如图：带有单孔橡皮塞的试管，酒精灯加热）。收集装置同样可选排水法或向上排空气法。5、实验步骤（可谐音记忆为“茶庄定点收利息”）：查（检查装置气密性）、装（装入药品）、定（固定试管）、点（点燃酒精灯加热）、收（收集气体）、离（将导管撤离水槽）、熄（熄灭酒精灯）。【高频考点】6、操作注意事项与【易错点】深度解析：（1）试管口要略微向下倾斜：防止药品受热蒸发出来的水蒸气在试管口冷凝后倒流，导致试管炸裂。（2）导管伸入发生装置内稍露出橡皮塞即可：便于产生的气体顺利排出。（3）试管口要塞一团蓬松的棉花：这是【极易忽略】的考点！目的是防止加热时高锰酸钾粉末随气流进入导管，甚至进入水槽，使水槽中的水变红24。（4）加热时要先预热，然后对准药品部位集中加热。（5）用排水法收集时，当导管口有连续、均匀的气泡冒出时再开始收集。因为刚开始排出的气体主要是试管内的空气，会混入收集的氧气中，导致气体不纯。【常考】（6）实验结束时，必须先【将导管移出水面】，然后【再熄灭酒精灯】。这是【必考的操作顺序】！如果顺序颠倒，先熄灭酒精灯，试管内温度降低，压强减小，水槽中的水就会被倒吸入热的试管中，使试管炸裂14。（三）加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气（固固加热型）【基础】1、药品：氯酸钾（KClO₃，白色固体）、二氧化锰（黑色粉末，起催化作用）。2、反应原理（文字表达式）：氯酸钾—(二氧化锰/加热)→氯化钾+氧气1。3、二氧化锰在此反应中作为催化剂。（四）催化剂与催化作用【核心概念】【难点辨析】1、定义：在化学反应中能【改变】（注意是“改变”，包括加快或减慢）其他物质的化学反应速率，而本身的【质量】和【化学性质】在反应前后都没有发生变化的物质叫催化剂（也叫触媒）13。2、催化剂的特点：“一变两不变”。一变：改变化学反应速率；两不变：反应前后自身的质量不变；反应前后自身的化学性质不变。【重点记忆】3、深度理解：【易错点】。（1）催化剂不能使原本不反应的物质发生反应。（2）催化剂只能改变化学反应速率，不能增加生成物的质量。例如，在过氧化氢分解实验中，无论是否加入二氧化锰，产生氧气的总质量是由过氧化氢的质量决定的，二氧化锰只是加快了产生氧气的速度1。（3）同一个化学反应可以有多种催化剂，不同的化学反应也可能需要不同的催化剂。（4）二氧化锰也不是专门作催化剂的“万能药”，它在某些反应中是反应物（如与浓盐酸加热制氯气）。（五）气体的检验与验满【操作技能】【高频考点】1、氧气的检验方法：将带火星的木条伸入集气瓶【内部】，若木条复燃，则证明该气体是氧气13。2、氧气的验满方法（针对排空气法）：将带火星的木条放在集气瓶【口部】，若木条复燃，则证明氧气已收集满3。三、氧气的物理性质——认识它的“脾气”【基础】（一）色、味、态：在通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体14。（二）密度：在标准状况下（0℃，101.325kPa），氧气的密度为1.429g/L，比空气的密度（1.293g/L）略大。这是能用向上排空气法收集氧气的根本原因16。（三）溶解性：氧气不易溶于水。在室温下，1L水中大约只能溶解30mL氧气。这是能用排水法收集氧气的根本原因，同时也解释了为什么鱼儿在水中能生存——因为水中溶解了少量的氧气89。常考易错点：描述为“不易溶于水”，而非“难溶”或“不溶”，更不是“易溶”。（四）三态变化：在一定条件下，氧气可以发生状态的改变。降温加压时，氧气可变为淡蓝色的液体，继续降温，可得淡蓝色雪花状的固体15。工业生产的氧气储存在蓝色钢瓶中，正是利用了液态氧的淡蓝色这一特征。四、氧气的化学性质——助燃性（非可燃性）【核心】【高频考点】【实验现象必记】氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有助燃性（支持燃烧），但本身【不能燃烧】，因此它不是可燃物。这是中考选择题中常见的【迷惑性表述】。它在加热或点燃的条件下能与许多物质发生剧烈的氧化反应。（一）物质在空气中和在氧气中燃烧现象的对比（核心考点，重点记忆）【非常重要】★木炭（C，黑色固体）：（1）现象：在空气中燃烧持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出【白光】，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体（二氧化碳）14。（2）文字表达式：碳+氧气—(点燃)→二氧化碳。（3）操作注意：为充分消耗集气瓶中的氧气，应将红热的木炭自上而下缓慢伸入集气瓶中1。★铁丝（Fe，银白色金属）：（1）现象：在空气中只能烧至红热，不能燃烧；在氧气中【剧烈燃烧，火星四射】，放出大量的热，生成一种黑色固体（四氧化三铁）。【高频考点】【必考实验】14（2）文字表达式：铁+氧气—(点燃)→四氧化三铁。（3）【实验成败关键与易错点分析】：①铁丝为什么要盘成螺旋状？为了增大铁丝与氧气的接触面积和预热面积，利于持续燃烧12。②铁丝下端为什么要系一根火柴？为了引燃铁丝。③为什么要待火柴快燃尽时才将铁丝伸入氧气瓶中？防止火柴燃烧消耗瓶内大量氧气，导致铁丝因氧气不足而不能顺利燃烧1。④集气瓶底部为什么要预先放少量水或铺一层细沙？防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底12。⑤生成物的名称是四氧化三铁（Fe₃O₄），而非三氧化二铁（Fe₂O₃，红棕色）。【易错点】★硫（S，黄色固体）：（1）现象：在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰；在氧气中燃烧发出【明亮的蓝紫色火焰】。都放出热量，生成一种有刺激性气味的气体（二氧化硫）1。（2）文字表达式：硫+氧气—(点燃)→二氧化硫。（3）注意：集气瓶底也可放少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。★红磷（P，暗红色固体）：（1）现象：在空气中或氧气中燃烧，均产生大量白烟（并非白雾，“烟”是固体小颗粒，“雾”是小液滴），放出热量4。（2）文字表达式：磷+氧气—(点燃)→五氧化二磷。（3）应用：该反应主要用于测定空气中氧气含量的实验。★镁条（Mg，银白色固体）：（1）现象：在空气中剧烈燃烧，发出【耀眼的白光】，放出热量，生成白色固体（氧化镁）9。（2）文字表达式：镁+氧气—(点燃)→氧化镁。（3）注意：镁条燃烧不可直视，以免灼伤视网膜。★蜡烛（主要成分石蜡，混合物）：（1）现象：在氧气中燃烧比空气中更剧烈，发出白光，集气瓶内壁有水雾（水珠）出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。证明蜡烛燃烧生成了水和二氧化碳14。（2）文字表达式：石蜡+氧气—(点燃)→二氧化碳+水。（二）氧化反应与缓慢氧化【概念辨析】【基础】1、定义：物质与氧气发生的反应属于氧化反应。在氧化反应中，氧气提供氧，具有氧化性14。2、剧烈氧化：像燃烧那样，发光、发热的剧烈的氧化反应。3、缓慢氧化：在自然界中，进行的很慢，甚至不易察觉的氧化反应。如：动植物呼吸、食物腐烂、金属锈蚀（铁生锈）、酒醋酿造、农家肥腐熟等15。4、联系：剧烈氧化和缓慢氧化都属于氧化反应，都放出热量。缓慢氧化如果积累热量，也可能引发自燃。五、氧气的用途——性质决定用途【基础】【高频考点】（一）供给呼吸：用于医疗急救、潜水作业、登山运动、宇宙航行等15。（二）支持燃烧：用于炼钢（富氧炼钢提高炉温）、气焊和气割（利用氧炔焰）、火箭助燃剂（液氧作氧化剂，支持燃料燃烧）等15。（三）常考考点辨析：氧气能支持燃烧，供给呼吸，但不可燃，也不作燃料。判断下列属于氧气用途的是：潜水、登山、医疗、炼钢、气焊（√）；作燃料（×）、食品防腐（×）。六、氧气的循环与自然界（一）自然界产生氧气的途径：主要是绿色植物的光合作用。二氧化碳+水—(光、叶绿体)→葡萄糖+氧气14。（二）自然界消耗氧气的途径：动植物的呼吸作用、燃料的燃烧、微生物的缓慢氧化等。正是通过氧循环，空气中氧气的体积分数得以大致保持恒定在21%左右1。七、高频考点题型与解题策略【考向1】实验现象描述题（1）解题要点：务必分清“现象”与“结论”。现象是感官能直接感受到的，如“发出白光”、“生成黑色固体”、“放出热量”。结论是推理得出的，如“生成二氧化碳”、“生成四氧化三铁”。现象描述中不能直接出现生成物的名称，只能说“生成使澄清石灰水变浑浊的气体”。（2）易错陷阱：注意“烟”与“雾”的区别（红磷燃烧产烟，水雾是液态）；注意火焰颜色的准确记忆（硫：淡蓝/蓝紫；蜡烛：白/黄）。【考向2】实验操作顺序题（1）必考点：高锰酸钾制氧气的“查装定点收离熄”顺序；排水法收集完毕的“先撤后熄”原因。（2）气密性检查：描述必须完整。