初中九年级化学核心知识清单：第三单元 维持生命的物质-氧气、水

初中九年级化学核心知识清单：第三单元维持生命的物质——氧气、水一、单元整体架构与素养目标本单元是初中化学的核心内容之一，围绕“维持生命的物质”这一大概念，系统研究了氧气、水这两种与生命活动、社会生产息息相关的物质。学习本单元，不仅要掌握具体的化学知识与实验技能，更要建立起“性质决定用途，用途体现性质”的化学观念，并初步形成实验室制取气体的一般思路，提升科学探究与创新意识的核心素养。【重要】本单元知识网络可概括为“两大部分、三条主线”。“两大部分”即氧气与水；“三条主线”即物质的“性质与用途”、“制取与检验”、“社会价值与保护”。通过本单元的学习，应能从物质的存在、组成、性质、变化、用途及保护等多个维度全面认识化学物质。二、氧气——性质活泼的助燃剂（一）氧气的物理性质【基础】【高频考点】氧气是一种化学性质比较活泼的气体，其物理性质是物质鉴定的基础，也是选择收集方法的依据。1.色、味、态：在标准状况下，氧气是一种无色、无臭、无味的气体。2.密度：在标准状况下，氧气的密度为1.429g/L，略大于空气的密度（1.293g/L）。【考点】这一性质决定了氧气可以采用向______排空气法收集。3.溶解性：氧气不易溶于水。在室温下，1L水中大约只能溶解30mL的氧气。【考点】这一性质决定了氧气______（填“可以”或“不可以”）采用排水法收集。生活中，鱼类在水中生存，正是因为水中溶解了少量的氧气。4.三态变化：加压降温后，氧气可以变为淡蓝色的液体，进一步降温会变成淡蓝色雪花状的固体。工业上储存氧气一般采用蓝色钢瓶。（二）氧气的化学性质【非常重要】【高频考点】【热点】氧气化学性质比较活泼，具有氧化性（助燃性），能支持燃烧，可供给呼吸。物质在空气中燃烧实质上是与其中的氧气发生反应，而在纯氧中燃烧更为剧烈。【★重要考向】描述实验现象时，忌说生成物的名称，应描述“颜色、状态、气味、光/火焰、热”等感官能直接感受到的内容。同时，注意“光”与“火焰”的区别：气体或固体沸点低的物质燃烧产生火焰（如硫、氢气），高沸点固体燃烧一般发光（如铁、木炭）。1.木炭（C）在氧气中燃烧1.2.【实验操作】将木炭在酒精灯外焰加热至红热，然后缓慢伸入盛有氧气的集气瓶（由上而下缓慢伸入，以充分利用氧气，延长反应时间）。2.3.【实验现象】发出______，放出热量。生成的气体能使澄清的石灰水变______。3.4.【化学方程式】C+O2→点燃CO2C+O_2\xrightarrow{\{点燃}}CO_2C+O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73263..63..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​CO2​4.5.【注意事项】用于鉴定生成物二氧化碳的试剂是澄清石灰水。6.硫（S）在氧气中燃烧【易错点】1.7.【实验操作】将硫粉装在燃烧匙中，在酒精灯上点燃，迅速伸入盛有氧气的集气瓶中。2.8.【实验现象】在空气中燃烧：发出微弱的______色火焰；在氧气中燃烧：发出明亮的______色火焰。放热，生成一种有____________气味的气体。3.9.【化学方程式】S+O2→点燃SO2S+O_2\xrightarrow{\{点燃}}SO_2S+O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​SO2​4.10.【易错警示】①现象描述必须区分“空气中”和“氧气中”，硫在空气中为淡蓝色火焰，在氧气中为蓝紫色火焰。②二氧化硫是空气污染物，实验时集气瓶底部应放少量水，目的是吸收二氧化硫，防止污染空气。5.11.【考点】硫燃烧实验，集气瓶底水的作用是：____________。12.红磷（P）在氧气中燃烧1.13.【实验现象】发出黄白色火焰，产生大量的______（五氧化二磷固体小颗粒），放热。2.14.【化学方程式】4P+5O2→点燃2P2O54P+5O_2\xrightarrow{\{点燃}}2P_2O_54P+5O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2P2​O5​3.15.【拓展】该反应常用于测定空气中氧气的含量。该实验要求装置气密性好、红磷过量、冷却至室温后再打开止水夹。16.铁丝（Fe）在氧气中燃烧【难点】【高频考点】1.17.【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状（目的是增大受热面积，提高局部温度），下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时（防止火柴燃烧消耗过多氧气），缓慢插入盛有氧气的集气瓶中。2.18.【实验现象】剧烈燃烧，____________，放出大量的热，生成______色固体。3.19.【化学方程式】3Fe+2O2→点燃Fe3O43Fe+2O_2\xrightarrow{\{点燃}}Fe_3O_43Fe+2O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​Fe3​O4​4.20.【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，使集气瓶______。5.21.【易错警示】①铁丝在空气中不能燃烧，只会发红。②生成物是黑色的四氧化三铁，不是氧化铁（红棕色）。③实验失败原因分析：氧气不纯、铁丝表面有锈（未打磨）、火柴刚点燃就伸入（火柴燃烧耗氧）、铁丝未盘成螺旋状等。22.镁条（Mg）在氧气中燃烧1.23.【实验现象】剧烈燃烧，发出______，放热，生成______色粉末状固体。2.24.【化学方程式】2Mg+O2→点燃2MgO2Mg+O_2\xrightarrow{\{点燃}}2MgO2Mg+O2​点燃<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2MgO25.蜡烛（石蜡，主要含C、H）在氧气中燃烧1.26.【实验现象】火焰十分明亮，呈______色，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。2.27.【反应特点】该反应是石蜡与氧气发生的反应，生成物是二氧化碳和水。由于反应物是两种，生成物也是两种，因此该反应______（填“属于”或“不属于”）化合反应。（三）氧气的用途【基础】氧气的用途主要由其两个关键性质决定：1.供给呼吸：用于医疗急救、潜水作业、登山运动、动植物呼吸等。2.支持燃烧：用于炼钢（提高炉温）、气焊与气割（利用氧炔焰）、航天火箭发射（作助燃剂）、富氧炼钢等。三、氧气的实验室制取与工业制备实验室制取气体的一般思路：首先研究生成该气体的反应原理（即选择合适的药品和反应条件），然后根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，最后根据气体的性质（密度、溶解性、是否与水反应、是否有毒等）选择收集装置。（一）实验室制取氧气【非常重要】【高频考点】【热点】在初中化学阶段，主要学习三种实验室制取氧气的方法，其原理均为分解反应。1.过氧化氢（H2O2H_2O_2H2​O2​）溶液制氧气（固液不加热型）1.2.【反应原理】过氧化氢在二氧化锰（MnO2MnO_2MnO2​）作催化剂的条件下分解生成水和氧气。2H2O2→MnO22H2O+O2↑2H_2O_2\xrightarrow{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow2H2​O2​MnO2​<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2H2​O+O2​↑2.3.【发生装置】固液常温型。主要仪器：锥形瓶（或试管）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞、导管。3.4.【★重点】催化剂（触媒）1.4.5.概念：在化学反应里能______其他物质的化学反应速率，而本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质。2.5.6.特点（一变两不变）：1.3.6.7.“一变”：改变反应速率（包括加快或减慢）。2.4.7.8.“两不变”：质量不变；化学性质不变。（物理性质可能改变）5.8.9.理解：催化剂专指某一反应，具有选择性。它不能改变生成物的质量，不能使原本不反应的物质发生反应。6.9.10.【易错点】二氧化锰并非专用催化剂，也不是所有反应的催化剂。例如，在加热高锰酸钾制氧气的反应中，二氧化锰是生成物。11.加热高锰酸钾（KMnO4KMnO_4KMnO4​）制氧气（固体加热型）1.12.【反应原理】高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。2KMnO4→△K2MnO4+MnO2+O2↑2KMnO_4\xrightarrow{\triangle}K_2MnO_4+MnO_2+O_2\uparrow2KMnO4​△<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​K2​MnO4​+MnO2​+O2​↑2.13.【发生装置】固体加热型。主要仪器：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管（管口略向下倾斜）、带导管的单孔橡皮塞。3.14.【★重点】实验操作步骤（茶、庄、定、点、收、利、息）【高频考点】【排序题必考】1.4.15.查：检查装置的气密性（组装好装置，将导管一端放入水中，用手紧握试管，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，则气密性良好）。2.5.16.装：装入药品（在试管口塞一团棉花）。3.6.17.定：将试管固定在铁架台上（试管口略向下倾斜，防止冷凝水回流使试管炸裂）。4.7.18.点：点燃酒精灯加热（先预热，再对准药品部位集中加热）。5.8.19.收：收集气体（当导管口气泡连续、均匀地放出时开始收集）。6.9.20.移：先将导管移出水面。7.10.21.熄：熄灭酒精灯。8.11.22.【易错点】①试管口要塞一团棉花：防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。②实验结束，一定要先移导管，后熄灯，防止水槽中的水倒吸，引起试管炸裂。23.加热氯酸钾（KClO3KClO_3KClO3​）和二氧化锰混合物制氧气1.24.【反应原理】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。2KClO3→MnO2△2KCl+3O2↑2KClO_3\xrightarrow[MnO_2]{\triangle}2KCl+3O_2\uparrow2KClO3​△<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">MnO2​​2KCl+3O2​↑2.25.【发生装置】与高锰酸钾制氧气相同（固体加热型）。（二）氧气的收集、检验与验满【基础】【操作考点】收集方法依据的性质操作要点优点排水法氧气不易溶于水，且不与水反应当导管口气泡连续、均匀冒出时开始收集，当集气瓶口有大气泡冒出时，说明已满。收集的气体较纯净，但湿润。向上排空气法氧气的密度比空气略大导管应伸入集气瓶底部，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已满。收集的气体较干燥，但纯度不高。1.检验：将带火星的木条伸入集气瓶______，若木条复燃，证明该气体是氧气。2.验满：1.3.排水法：当集气瓶口有______冒出时，证明已满。2.4.向上排空气法：将带火星的木条放在集气瓶______，若木条复燃，证明已满。（三）工业制氧气【基础】1.原理：分离液态空气法。利用液态氮和液态氧的______不同。2.过程：首先将空气除尘净化，然后加压降温使其变为液态。由于液氮的沸点（196℃）低于液氧的沸点（183℃），因此升温过程中，先汽化出来，剩下的主要是。3.变化类型：该过程属于______变化（填“物理”或“化学”），因为只是将物质进行了分离，没有新物质生成。四、燃烧与灭火原理（一）燃烧的定义与条件1.定义：通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的______反应。2.燃烧的条件（燃烧三要素）【非常重要】【高频考点】1.3.①可燃物；2.4.②氧气（或空气）；3.5.③温度达到可燃物的着火点。4.6.【难点】着火点是物质固有的属性，一般不会改变。用水灭火是降低温度至着火点以下，而不是降低着火点。（二）灭火的原理与方法【热点】【生活应用】灭火只需破坏燃烧的三个条件中的任意一个即可。1.清除可燃物：如森林灭火时砍伐隔离带。2.隔绝氧气（或空气）：如油锅着火用锅盖盖灭；熄灭酒精灯用灯帽盖灭；用沙土盖灭；二氧化碳灭火器灭火。3.降温至着火点以下：如用水灭火；高压水枪。（三）易燃物与易爆物的安全知识1.缓慢氧化：进行得很慢，甚至不易察觉的氧化反应。如铁生锈、食物腐烂、动植物的呼吸、酒和醋的酿造等。【考点】缓慢氧化也放热，但不发光。2.自燃：由缓慢氧化引起的自发燃烧。3.爆炸：可燃物在有限的空间内急剧地燃烧，短时间内聚积大量的热，使气体体积迅速膨胀而引起爆炸。加油站、面粉厂、煤矿矿井等场所需严禁烟火。五、水资源及其保护（一）人类拥有的水资源【基础】1.分布：地球表面约71%被水覆盖，但其中约97.5%是海水（咸水），淡水只占2.5%。可利用的淡水资源（河流、湖泊、浅层地下水）极其有限。2.现状：水资源短缺的主要原因：a.水资源时空分布不均；b.人口增长和工农业发展用水量增加；c.水体污染；d.浪费水资源。（二）爱护水资源【重要】【社会责任感】保护水资源要从两方面入手：1.节约用水：1.2.生活上：一水多用（淘米水浇花、洗衣水拖地），使用节水器具。2.3.农业上：改大水漫灌为喷灌、滴灌。3.4.工业上：水的循环利用，提高水的利用率。5.防治水体污染：1.6.污染来源：工业“三废”（废渣、废水、废气）的任意排放；农业上化肥、农药的不合理使用；生活污水的任意排放。2.7.防治措施：工业上应用新技术、新工艺减少污染，并对污水进行处理；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；严禁使用含磷洗衣粉（防止水体富营养化，出现“水华”或“赤潮”现象）。六、水的净化与组成（一）水的净化方法【基础】【操作流程】1.沉降：加入明矾（絮凝剂），利用明矾溶于水后生成的胶状物吸附水中悬浮杂质，使其沉降。此为物理变化。2.过滤：分离______与______的混合物。1.3.【★操作要点】“一贴、二低、三靠”：1.2.4.一贴：滤纸紧贴漏斗内壁（中间不留气泡，否则影响过滤速度）。2.3.5.二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；液面低于滤纸边缘（防止液体从滤纸与漏斗间隙流下，使过滤失败）。3.4.6.三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒轻靠三层滤纸一侧（作用：引流，防止液体溅洒或冲破滤纸）；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（防止液体飞溅）。7.吸附：利用______的吸附作用，不仅可以滤去不溶性杂质，还可以吸附掉一些溶解性杂质，除去色素和异味。此为物理变化。8.蒸馏：利用液体中各成分的沸点不同，通过加热汽化、冷凝液化进行分离。所得蒸馏水是净化程度较高的水，属于纯净物。9.消毒：加入液氯、臭氧或使用紫外线等，杀死水中的细菌病毒。此为化学变化。（二）硬水与软水【重要】【生活常识】1.定义：1.2.硬水：含有较多可溶性______（如钙盐、镁盐）的水。2.3.软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。4.鉴别方法：取样，加入等量的______，搅拌。产生泡沫多、浮渣少的是软水；产生泡沫少、浮渣多（白色垢状物）的是硬水。5.危害：a.浪费洗涤剂，且洗不干净衣物；b.锅炉用水硬度高易结垢，不仅浪费燃料，还会导致管道变形或爆炸；c.长期饮用硬水对人体健康不利。6.软化方法：1.7.生活中：______（能降低水的硬度，但不能除去所有可溶性杂质，得到的水仍为混合物）。2.8.实验室/工业上：______（得到的是纯净物）。（三）水的组成探究【难点】【科学史】1.电解水实验1.2.实验现象：通电后，电极上产生气泡。与电源正极相连的试管（正极）内气体体积小，与电源负极相连的试管（负极）内气体体积大。体积比V正极:V负极=1:2V_{\{正极}}:V_{\{负极}}=1:2V正极​:V负极​=1:2（氧气:氢气）。2.3.气体检验：1.3.4.负极气体：用燃着的木条点燃，气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，证明是______。2.4.5.正极气体：用带火星的木条检验，木条复燃，证明是______。5.6.实验结论：1.6.7.宏观结论：水是由______和______组成的。2.7.8.微观结论：一个水分子是由______和______构成的。3.8.9.反应类型：该反应属于______反应（填基本反应类型）。9.10.化学方程式：2H2O→通电2H2↑+O2↑2H_2O\xrightarrow{\{通电}}2H_2\uparrow+O_2\uparrow2H2​O通电<pathd="M0241v40hc47.335.3847811012816.73227.763..3.22.7.54.31.3.52.3.5307.36.71120.2.815.52.52.31.74.25.55.511.5213.35.727114114.744.73984..5s73.760..5c6295.7911s39911c45.315.38540..5s58.374..5c4.7148.327..36.73.210.85.512.52.31.77.52.515.52..7211102210..783.367151.zm00v40hv40z">​2H2​↑+O2​↑10.11.【易错点】实验中收集到的氢气与氧气的体积比略大于2:1，原因可能是：a.氧气比氢气更易溶于水；b.氧气可能与电极发生了反应。12.物质的分类1.13.混合物：由两种或多种物质混合而成。如空气、海水、溶液、合金等。2.14.纯净物：由一种物质组成。1.3.15.单质：由同种元素组成的纯净物。如氧气(O2O_2O2​)、氮气(N2N_2N2​)、铁(FeFeFe)。2.4.16.化合物：由不同种元素组成的纯净物。如水(H2OH_2OH2​O)、二氧化碳(CO2CO_2CO2​)、高锰酸钾(KMnO4KMnO_4KMnO4​)。3.5.17.氧化物：由两种元素组成的化合物，其中一种是氧元素。如H2OH_2OH2​O、CO2CO_2CO2​、Fe3O4Fe_3O_4Fe3​O4​。七、跨学科实践活动：水的净化与自制净水器【活动目标】综合运用物理、工程、化学知识，设计并制作简易净水器，解决实际问题。【设计思路】通常按照颗粒从大到小的顺序分层放置净化材料，实现逐级过滤。1.第一层：小卵石。作用：除去颗粒较大的不溶性杂质（相当于过滤）。2.第二层：石英砂。作用：除去颗粒较小的不溶性杂质（更精细的过滤）。3.第三层：活