九年级化学上册第三单元维持生命的物质-氧气、水知识清单

九年级化学上册第三单元维持生命的物质——氧气、水知识清单一、我们周围的氧气：性质、用途与制法（一）氧气的物理性质【基础】【高频考点】在标准状况下，氧气是一种无色、无味、无臭的气体。在相同的条件下，氧气的密度略大于空气（标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，空气为1.293g/L）【重要】。氧气不易溶于水（在室温下，1L水中大约只能溶解30mL氧气）【难点】。在压强为101kPa时，氧气在183℃时变为淡蓝色液体，在218℃时变为淡蓝色雪花状固体。工业上储存氧气于蓝色钢瓶中正是利用了此性质【热点】。（二）氧气的化学性质【核心】【必考】氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性（常见的氧化剂），能支持燃烧，能供给呼吸。1.与金属（如铁、镁）的反应：（1）铁丝在氧气中燃烧：【重要实验】反应现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体【高频考点】。化学方程式：3Fe+2O₂点燃Fe₃O₄注意事项：集气瓶底部要预先放少量水或铺一层细沙，目的是防止高温熔融物溅落，炸裂集气瓶底【易错点】。铁丝需盘成螺旋状，以增大受热面积；下端系一根火柴，目的是引燃铁丝。（2）镁带在空气中燃烧：反应现象：发出耀眼的白光，放出热量，生成一种白色固体。化学方程式：2Mg+O₂点燃2MgO2.与非金属（如碳、硫、磷）的反应：（1）木炭在氧气中燃烧：反应现象：剧烈燃烧，发出白光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体【高频考点】。化学方程式：C+O₂点燃CO₂澄清石灰水变浑浊的原理：CO₂+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+H₂O【基础】。（2）硫在氧气中燃烧：反应现象：发出明亮的蓝紫色火焰（在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰），放出热量，生成一种有刺激性气味的气体【难点辨析】。化学方程式：S+O₂点燃SO₂注意事项：集气瓶底部要预先放少量水，目的是吸收生成的二氧化硫（SO₂），防止污染空气【热点】。（3）红磷在氧气中燃烧：反应现象：产生大量白烟（注意：烟为固体小颗粒，雾为小液滴），放出热量【高频易错】。化学方程式：4P+5O₂点燃2P₂O₅3.与某些化合物（如蜡烛）的反应：蜡烛（主要成分石蜡）在氧气中燃烧：反应现象：发出白光，放出热量，集气瓶内壁有水雾出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。表达式：石蜡+氧气点燃二氧化碳+水注意：此反应不是化合反应，因为生成物有两种【重要】。（三）氧气的用途【基础】氧气的用途主要由其性质决定：①供给呼吸（如医疗急救、潜水、登山）；②支持燃烧（如炼钢、气焊、气割、航天火箭发动机的助燃剂）【重要】。（四）氧气的实验室制法【核心】【必考】1.三种制取方法的对比【重要】：制取方法反应原理（化学方程式）反应发生装置收集装置注意事项加热高锰酸钾2KMnO₄△K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑固体加热型排水法或向上排空气法试管口要塞一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管【高频考点】加热氯酸钾和二氧化锰的混合物2KClO₃MnO₂△2KCl+3O₂↑固体加热型排水法或向上排空气法二氧化锰是催化剂，起催化作用分解过氧化氢溶液2H₂O₂MnO₂2H₂O+O₂↑固液常温型排水法或向上排空气法长颈漏斗下端必须伸入液面以下，形成液封，防止气体逸出【易错点】1.发生装置和收集装置的选择依据【难点突破】：（1）发生装置的选择：由反应物的状态和反应条件决定。a.固体加热型：适用于反应物是固体，反应需要加热的情况（如高锰酸钾、氯酸钾制氧气）。b.固液常温型：适用于反应物是固体和液体，反应不需要加热的情况（如过氧化氢制氧气）。（2）收集装置的选择：由气体的密度和溶解性决定。a.排水法：适用于不易溶于水或难溶于水，且不与水反应的气体（如氧气）。优点：收集的气体较纯净。缺点：气体含水蒸气，不干燥。b.向上排空气法：适用于密度比空气大，且不与空气成分反应的气体（如氧气）。优点：收集的气体较干燥。缺点：纯度不高，需要验满。c.向下排空气法：适用于密度比空气小，且不与空气成分反应的气体（如氢气）。2.操作步骤与注意事项（以加热高锰酸钾制氧气为例）【高频考点】【必考】：可谐音记忆为：“茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）”。（1）查：检查装置的气密性。【操作：将导管一端放入水中，双手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，则气密性良好】。（2）装：装入药品。（3）定：把试管固定在铁架台上，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流，炸裂试管），铁夹夹在试管的中上部。（4）点：点燃酒精灯加热，加热前要先预热（使试管均匀受热），然后对准药品部位集中加热。（5）收：收集气体。当导管口有连续均匀的气泡冒出时，才开始收集（因为刚开始排出的是装置内的空气）【易错点】。若用排空气法收集，导气管应伸入集气瓶底部。（6）离：实验结束后，先将导管移出水面。（7）熄：再熄灭酒精灯。【特别提醒】“离”和“熄”的顺序绝对不能颠倒，目的是防止水槽中的水倒吸进入热的试管，使试管炸裂【必考】。3.检验与验满【基础】：（1）检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明该气体是氧气。（2）验满：a.向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已收集满【高频考点】。b.排水法：当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。（五）氧气的工业制法【了解】分离液态空气法：原理是利用液态空气中液态氮（沸点196℃）和液态氧（沸点183℃）的沸点不同，采用蒸发的方法，氮气先蒸发出来，剩余的主要是液氧。此过程属于物理变化【重要辨析】。（六）基本反应类型【基础】...化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。特点：“多变一”，通式：A+B+...→C【重要】。...分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。特点：“一变多”，通式：A→B+C+...【重要】。例：用过氧化氢、氯酸钾、高锰酸钾制氧气的反应都属于分解反应【高频考点】。（七）催化剂和催化作用【难点】【必考】1.概念：在化学反应中能改变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做催化剂（又叫触媒）【核心定义】。2.特点：“一变两不变”【高频考点】：（1）“一变”：改变其他物质的化学反应速率（包括加快或减慢，不能片面理解为只是加快）【易错点】。（2）“两不变”：自身的质量和化学性质不变（物理性质可能改变）。3.理解要点【难点辨析】：（1）催化剂不能改变生成物的质量，生成物的质量由反应物的质量决定。（2）催化剂不是唯一的，同一个反应可能使用不同的催化剂。例如，过氧化氢分解既可用二氧化锰，也可用硫酸铜溶液、红砖粉末等。（3）对于指定的化学反应，没有催化剂，反应并不一定不能发生，只是速率很慢。例如，不加入二氧化锰，过氧化氢溶液常温下也会缓慢分解。（八）氧化反应【基础】物质与氧气发生的反应属于氧化反应。氧气在氧化反应中提供氧，具有氧化性。有些氧化反应进行得很剧烈，如燃烧；有些进行得很缓慢，甚至不易察觉，叫缓慢氧化，如铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸等【重要】。二、生命之源——水：净化、利用与组成（一）人类拥有的水资源【了解】地球表面约71%被水覆盖，但淡水资源极少，大部分是海水。可利用的淡水主要存在于河水、淡水湖泊水和浅层地下水中，只约占全球水储量的2.53%。我国水资源总量位居世界前列，但人均占有量很少，且分布不均【基础】。（二）爱护水资源【热点】1.节约用水：使用节水器具；随手关水龙头；一水多用（如淘米水浇花、洗衣水冲厕）；农业上改大水漫灌为喷灌、滴灌等。2.防止水体污染：（1）污染源：工业污染（废水、废渣、废气的任意排放）、农业污染（农药、化肥的不合理施用）、生活污染（生活污水的任意排放、含磷洗涤剂的使用）。（2）防治措施：工业废水处理达标后排放；农业上提倡使用农家肥，合理使用化肥农药；生活污水集中处理后再排放；不使用含磷洗涤剂。（三）水的净化【核心】【必考】1.净化水的方法【重要】：（1）静置沉淀：利用重力作用，除去水中较大颗粒的不溶性杂质。原理是沉淀。（2）吸附沉淀：加入絮凝剂（如明矾），明矾溶于水后生成的胶状物对杂质有吸附性，使水中悬浮的杂质沉降下来。（3）过滤：分离不溶性固体和液体混合物的一种方法。是分离混合物的重要操作【核心实验】。【过滤操作要点】“一贴、二低、三靠”【高频考点】：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁，中间不留气泡（防止过滤速度慢）。二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；漏斗内的液面低于滤纸边缘（防止液体从滤纸和漏斗壁之间流下，使过滤不彻底）。三靠：烧杯口紧靠玻璃棒（引流）；玻璃棒末端轻靠三层滤纸一侧（防止戳破滤纸）；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止滤液飞溅）。【玻璃棒的作用】引流。【过滤后滤液仍浑浊的原因分析】【难点】：①滤纸破损；②过滤时液面高于滤纸边缘；③接滤液的烧杯不干净。（4）吸附：利用活性炭等具有吸附作用的物质，除去水中的色素和异味。活性炭不仅能过滤掉不溶性杂质，还能吸附可溶性杂质、色素和异味。此过程属于物理变化【基础】。（5）蒸馏：通过加热、蒸发、冷凝的方法，除去水中所有杂质（包括可溶性和不溶性杂质），得到蒸馏水。蒸馏水是净化程度较高的水，属于纯净物【重要】。此过程属于物理变化。（6）杀菌消毒：常使用氯气（Cl₂）、漂白粉、臭氧（O₃）等。此过程属于化学变化【重要辨析】。2.自来水厂净水过程【流程图】：取水→加絮凝剂（明矾）沉淀→过滤→活性炭吸附→投药消毒→用户【高频考点】。注意：自来水是混合物，不是纯净物。3.硬水和软水【基础】【必考】：（1）概念：硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水。软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。（2）鉴别方法：加入肥皂水，搅拌或振荡。产生泡沫多、浮渣少的是软水；产生泡沫少、浮渣多的是硬水【高频考点】。（3）硬水的危害：①浪费洗涤剂（与肥皂反应生成沉淀）；②锅炉结垢，不仅浪费燃料，还会使锅炉局部过热，引起变形或爆炸；③长期饮用硬水不利于健康。（4）硬水的软化方法：生活中：煮沸【重要】。实验室：蒸馏【重要】。工业上：离子交换法等。（四）水的组成（电解水实验）【核心】【必考】1.实验装置：水电解器（或简易装置）。2.实验现象：（1）通电后，两个电极上都有气泡产生，且正极和负极产生气体的体积比约为1：2【高频考点】。（2）与电源正极相连的试管内气体较少，能使带火星的木条复燃，证明是氧气。（3）与电源负极相连的试管内气体较多，能够燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是氢气【高频考点】。3.反应原理（化学方程式）：2H₂O通电2H₂↑+O₂↑该反应属于分解反应。4.实验结论【重要】：（1）水在通电的条件下，生成了氢气和氧气。（2）水是由氢元素和氧元素组成的化合物。（3）在化学反应中，分子可以再分，原子不能再分。5.微观解释：当水分子分解时，分成氢原子和氧原子，每两个氢原子结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成一个氧分子。6.注意事项【易错点】：（1）为增强水的导电性，实验前可在水中加入少量硫酸钠或氢氧化钠溶液，以加快反应速率。（2）实验时产生的氢气与氧气的体积比往往大于2：1，原因可能是氧气比氢气更易溶于水，或氧气可能与电极发生反应被消耗。（五）氢气【基础】1.物理性质：无色、无味的气体，难溶于水，密度比空气小（是最轻的气体）。2.化学性质：具有可燃性。反应方程式：2H₂+O₂点燃2H₂O现象：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，产生淡蓝色火焰，放热，干冷烧杯内壁有水雾。【重要】混有一定量空气或氧气的氢气遇明火可能会发生爆炸，因此点燃氢气前一定要检验其纯度【高频考点】。三、跨学科实践活动：水的净化与自制净水器【热点】【新考向】（一）项目目标综合运用科学、技术、工程、数学等知识，设计并制作一个简易净水器，解决实际问题（如野外获取饮用水）。（二）核心知识融合1.科学（化学）：理解沉淀、过滤、吸附等净水原理。知道不同滤料（小卵石、石英砂、活性炭）的作用。小卵石和石英砂主要过滤除去颗粒较大的不溶性杂质，活性炭主要吸附色素和异味。2.技术（工程）：设计净水器的结构，考虑水流路径、滤料层顺序和厚度、装置密封性等。【滤料层顺序】【重要】通常从上到下（按水流方向）为：小卵石（粗过滤）→石英砂（细过滤）→活性炭（吸附）。顺序不能颠倒，否则会影响净水效果和使用寿命。3.数学：计算不同滤料的比例，设计净水器的尺寸，比较净水前后水样的透明度或水质指标。（三）工程设计流程1.明确问题：如何将浑浊的天然水净化为较清澈的生活用水？2.调查研究：查阅资料，了解自来水厂净水流程和常用滤料特性。3.设计制作：（1）选择材料：塑料瓶（作为容器）、纱布（分隔层）、小卵石、石英砂、活性炭、脱脂棉（可进一步过滤细小颗粒）、蓬松棉等。（2）设计方案：绘制设计图，确定滤料层的填充顺序和厚度。（3）动手制作：裁剪塑料瓶，按设计顺序填充滤料，确保装置密封且水流畅通。4.测试改进：取天然水样进行测试，观察并记录净化效果。若净化效果不佳，分析原因（如滤料层厚度不够、顺序不合理、过滤速度过快等），进行改进优化。（四）评价与反思【重要】1.净水效果：水的澄清度、色度、异味去除情况。2.装置性能：净水速度、装置稳定性、便携性。3.创新点：是否考虑杀菌消毒环节（如加入紫外线灯或小型加热装置），是否实现多级过滤等。4.注意事项：自制净水器通常不能完全去除细菌和病毒，所得水最好煮沸后再饮用。四、单元高频考点与易错点整合（一）重要考点归纳【必考】：1.氧气的化学性质（支持燃烧），特别是物质在空气和氧气中燃烧现象的对比及文字描述【重中之重】。2.实验室制取氧气的三种方法、反应原理、装置选择、操作步骤和注意事项。3.催化剂的概念、特点及应用判断。4.过滤操作的要领和玻璃棒的作用。5.硬水和软水的鉴别方法及硬水软化方法。6.电解水实验的现象、结论及气体检验。7.纯净物与混合物的辨析（如液氧、空气、五氧化二磷、蒸馏水、自来水等）。（二）典型易错点剖析【难点突破】：1.【易错1】烟和雾不分。烟是固体小颗粒分散在空气中