九年级化学氧气性质与催化剂知识清单

九年级化学氧气性质与催化剂知识清单一、氧气的物理性质在通常状况下，氧气是一种没有颜色、没有气味、没有味道的气体。【基础】【易错点】氧气在常温常压下是无色无味的气体，但液态氧和固态氧均呈现淡蓝色。这是一个常见的辨识点，尤其是在工业制氧或物质三态变化的题目中考查。氧气在水中的溶解性为不易溶于水，在标准状况下，1L水中大约只能溶解30mL的氧气。这一性质是决定氧气能否使用排水法收集的关键依据。氧气的密度略大于空气，在标准状况下，其密度为1.429g/L，而空气的密度约为1.293g/L。因此，采用排空气法收集氧气时，必须使用向上排空气法，集气瓶需正放。【重要】【高频考点】二、氧气的化学性质（一）总体特征氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定的条件下，能与许多物质发生化学反应，同时放出热量。在这些反应中，氧气提供氧，表现出氧化性，是常用的氧化剂。氧气本身并不具有可燃性，不能用作燃料，这是必须厘清的概念。【非常重要】【高频考点】（二）与金属单质的反应1、与铁的反应：细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。该黑色固体是四氧化三铁。化学方程式为：3Fe+2O2点燃Fe3O4。【非常重要】【高频考点】【实验探究】解答要点：做此实验时，需预先在集气瓶底部放少量水或铺一层细沙，防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底。铁丝需绕成螺旋状以增大受热面积，前端系一根火柴梗引燃，待火柴梗即将燃尽时伸入氧气瓶中，避免火柴梗过度消耗氧气。2、与镁的反应：镁条在空气中点燃即可剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成一种白色固体。在氧气中燃烧现象更剧烈。化学方程式为：2Mg+O2点燃2MgO。【基础】（三）与非金属单质的反应1、与碳的反应：木炭在氧气中剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体（二氧化碳）。如果木炭在空气中燃烧，则仅呈红热状态。化学方程式为：C+O2点燃CO2。【重要】【高频考点】解答要点：用来夹取木炭的仪器是坩埚钳，木炭应由瓶口自上而下缓慢伸入，以充分利用氧气，延长反应时间，便于观察现象。2、与硫的反应：硫粉在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，而在空气中燃烧则呈微弱的淡蓝色火焰。两种情况下均放出热量，并生成一种有刺激性气味的气体（二氧化硫）。化学方程式为：S+O2点燃SO2。【重要】【高频考点】解答要点：实验前，集气瓶中常预先放入一些水或氢氧化钠溶液，目的是吸收有毒的二氧化硫气体，防止污染空气。3、与磷的反应：红磷在氧气中剧烈燃烧，发出黄光，放出热量，产生大量的白烟。该白烟是五氧化二磷固体小颗粒。而在空气中燃烧，主要现象也是产生大量白烟。化学方程式为：4P+5O2点燃2P2O5。【基础】【高频考点】解答要点：该反应产生的白烟是固体，而非白雾（雾是小液滴）。此反应常被用于测定空气中氧气含量的实验。（四）与部分化合物的反应1、与一氧化碳的反应：一氧化碳在氧气中燃烧，发出蓝色火焰，放出大量的热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。化学方程式为：2CO+O2点燃2CO2。【拓展】2、与甲烷的反应：甲烷在氧气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，烧杯内壁有水珠出现，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。化学方程式为：CH4+2O2点燃CO2+2H2O。【拓展】3、与乙炔的反应：乙炔在氧气中燃烧，火焰温度极高（氧炔焰），用于切割或焊接金属。化学方程式为：2C2H2+5O2点燃4CO2+2H2O。【拓展】（五）缓慢氧化与自燃物质与氧发生的化学反应称为氧化反应。有些氧化反应进行得非常缓慢，甚至不易察觉，这种氧化叫做缓慢氧化。【基础】例如：动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、钢铁生锈、农家肥料的腐熟等。如果缓慢氧化产生的热量不易散失，积聚到一定程度，物质的温度升高达到其着火点，就会引起自发燃烧，即自燃。【难点】例如：稻草垛、煤堆的堆放不当引发的火灾。三、催化剂与催化作用（一）催化剂的概念（触媒）在化学反应里，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。【非常重要】【高频考点】【核心概念】对该概念的理解需注意以下几点：【难点】【易错点】1、“改变”的含义：包括“加快”和“减慢”双重含义。通常所说的催化剂是指加快反应速率的物质，也称为正催化剂；而减缓反应速率的物质称为负催化剂，如橡胶制品中的防老化剂。2、“一变两不变”：一变是指“改变”其他物质的化学反应速率；两不变是指反应前后催化剂的“质量”和“化学性质”不变。注意，是化学性质不变，其物理性质（如状态、颗粒大小等）可能发生改变。3、专一性：催化剂不是万能的，一个催化剂通常只对某一个或某一类反应有催化作用。例如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，但对其他反应不一定起催化作用。4、参与性：催化剂虽然不参与生成最终产物，但在反应过程中，它往往直接参与了反应，只是经过一系列变化后，在最后又将其复原。因此，催化剂是反应的反应物还是生成物？严格意义上，它不作为反应物计入化学方程式，而是写在等号上方。5、非必需性：对于某一反应来说，催化剂不是必不可少的。没有催化剂，反应也可以发生，只是速率不同。同时，同一反应也可能有多种催化剂，例如过氧化氢分解除了用二氧化锰，还可用硫酸铜溶液、红砖粉末、土豆块、猪肝等。（二）催化作用催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。【基础】在化工生产、科学研究和生命活动中，催化剂扮演着极其重要的角色。例如，汽车尾气处理装置中的铂、铑催化剂，能将有害气体转化为无害物质；生物体内的酶（如淀粉酶、蛋白酶）是具有催化作用的蛋白质。【拓展】（三）关于催化剂探究实验的思路（控制变量法）在探究某物质是否为某反应的催化剂时，必须通过实验验证三个核心点：【非常重要】【高频考点】【实验探究】1、能否改变速率：设计对比实验，一支试管加入反应物，另一支加入反应物和待测物质，比较产生气泡的快慢或带火星木条的复燃情况。2、反应后质量是否不变：实验前称量待测物质的质量，反应后将其从混合物中分离出来（如过滤、洗涤、干燥），再次称量，比较前后质量。3、反应后化学性质是否不变：将分离出的物质再次加入到新的反应物中，观察其是否能继续加快反应速率。注意：只有同时满足上述三点，才能得出该物质是催化剂的结论。如果只验证了第一点，只能说该物质有催化作用或能加快反应速率，不能称之为催化剂。四、氧气的实验室制法（一）药品与原理实验室制取氧气通常有三种方法，均属于分解反应。【非常重要】【高频考点】1、加热高锰酸钾法：高锰酸钾是一种暗紫色（或紫黑色）固体。化学方程式：2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑。【基础】解答要点：此方法不需另加催化剂，因为生成物中就有二氧化锰，但它在该反应中不是催化剂，而是生成物。2、加热氯酸钾与二氧化锰的混合物：氯酸钾是白色固体，二氧化锰是黑色粉末。化学方程式：2KClO3MnO2△2KCl+3O2↑。【重要】解答要点：此处的二氧化锰是催化剂，起催化作用。如果不加二氧化锰，氯酸钾在较高温度下也会分解，但速率极慢，且会产生有毒的副产物。3、过氧化氢溶液分解（常用）：过氧化氢溶液（俗称双氧水）是无色液体，通常使用二氧化锰作为催化剂。化学方程式：2H2O2MnO22H2O+O2↑。【非常重要】【高频考点】解答要点：此为“固液常温型”制气，最安全、节能、环保，且速率可通过添加催化剂或调节分液漏斗活塞来控制。（二）发生装置与收集装置的选择1、发生装置的选择依据：反应物的状态和反应条件。【基础】固固加热型：适用于高锰酸钾制氧气、氯酸钾与二氧化锰混合物制氧气。典型仪器：试管、酒精灯、铁架台。固液常温型：适用于过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气。典型仪器：锥形瓶（或试管）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞。分液漏斗相较于长颈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。【难点】【高频考点】2、收集装置的选择依据：气体的密度和溶解性。【基础】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。氧气可用此法收集。优点是收集的气体较纯净，缺点是气体潮湿。用排水法收集时，当导管口有连续均匀气泡冒出时再开始收集，因为刚开始排出的是装置内的空气。【重要】向上排空气法：适用于密度比空气大，且不与空气中成分反应的气体。氧气可用此法收集。优点是收集的气体干燥，但纯度不如排水法高。用此方法时，导管应伸入集气瓶底部，以排尽空气。验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则满。【高频考点】（三）高锰酸钾制氧气的操作步骤与注意事项（茶、庄、定、点、收、利、息）【非常重要】【高频考点】【实验探究】谐音记忆口诀：茶（查）庄（装）定（定）点（点）收（收）利（离）息（熄）。1、查：检查装置的气密性。将导管一端浸入水中，双手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段水柱，则气密性良好。2、装：装入药品。试管口要放一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。【易错点】3、定：固定装置。铁夹夹在试管中上部（距管口约1/3处）。试管口要略向下倾斜，防止药品潮湿或反应生成的水冷凝后倒流，使试管炸裂。【易错点】4、点：点燃酒精灯加热。先预热，后集中在药品部位加热。5、收：收集气体。用排水法收集时，待导管口气泡连续均匀放出时再收集。6、离：实验完毕，先将导管移出水面。7、熄：再熄灭酒精灯。顺序不能颠倒：若先熄灯后移管，水槽中的水会倒吸入热的试管，造成试管炸裂。五、氧气的工业制法（一）分离液态空气法原理：利用液态空气中，液态氮和液态氧的沸点不同。氮气的沸点为196℃，氧气的沸点为183℃。【基础】【高频考点】过程：在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发。由于液态氮沸点低，会先气化从液态空气中分离出来，剩下的主要就是液态氧。工业上获得的氧气通常为淡蓝色液体，储存于蓝色钢瓶中。（二）变化类型的判断该过程只是将物质进行分离，没有新物质生成，因此属于物理变化，而非化学变化。【重要】【易错点】六、化学反应基本类型与氧化反应辨析（一）分解反应...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”。表达式：A→B+C+...。实验室制取氧气的三个反应均属于分解反应。【重要】【高频考点】（二）化合反应...两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。特点：“多变一”。表达式：A+B+...→C。铁丝、木炭、硫等在氧气中燃烧的反应，大多属于化合反应（但甲烷燃烧不属于化合反应）。【重要】【高频考点】（三）氧化反