九年级化学上册期末复习氧气的制取与性质知识清单

九年级化学上册期末复习氧气的制取与性质知识清单一、氧气的物理性质氧气的物理性质是认识这种物质的基础，通常以填空题的形式考查对其颜色、气味、状态、密度、溶解性的记忆。（一）色、味、态：在标准状况下，氧气是一种无色、无味的气体。这是氧气最直观的物理特征。【基础】（二）密度：氧气的密度比空气的密度略大。在标准状况下（0℃，101.325kPa），氧气的密度为1.429g/L，空气的密度约为1.293g/L。这一性质是决定氧气能否采用向上排空气法收集的关键依据。【重要】（三）溶解性：氧气不易溶于水。在室温下，1L水中只能溶解约30mL的氧气。这一性质是决定氧气能否采用排水法收集的关键依据。虽然溶解性不大，但这一微弱的溶解性足以维持水生生物的呼吸，是生态系统中至关重要的一个环节。【核心考点】（四）三态变化：在降温、加压的条件下，氧气可以转化为淡蓝色的液体，甚至是淡蓝色的雪花状固体。工业上制备的液态氧就是通过这种方法获得的。工业上根据液态空气中各成分的沸点不同，将其分离从而获得氧气，这个变化属于物理变化。【基础】二、氧气的化学性质氧气的化学性质是其核心内容，主要体现在其助燃性（支持燃烧）和供给呼吸两个方面。氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生氧化反应，反应剧烈程度不同，有的伴随发光、放热现象。（一）氧气与金属单质的反应【高频考点】1、与镁的反应：镁条在空气中就能燃烧，在氧气中燃烧更为剧烈。现象是发出耀眼的白光，放出大量的热，生成一种白色固体（氧化镁）。反应的化学方程式为：2Mg+O₂→2MgO（点燃条件）。【重要】2、与铁的反应：铁在空气中只能持续加热至红热，但不会燃烧。只有在氧气中才能剧烈燃烧。现象是铁丝剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体（四氧化三铁）。进行此实验时，需要在集气瓶底部预先放少量水或铺一层细沙，以防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。反应的化学方程式为：3Fe+2O₂→Fe₃O₄（点燃条件）。【核心必会】【高频考点】【易错点：生成物是Fe₃O₄，不是Fe₂O₃；实验操作中“瓶底放水或细沙”的目的】3、与铜的反应：红色的铜片在加热条件下能与氧气反应，表面逐渐变为黑色（氧化铜）。反应的化学方程式为：2Cu+O₂→2CuO（加热条件）。【基础】（二）氧气与非金属单质的反应【高频考点】1、与碳的反应：（1）当氧气充足时，碳剧烈燃烧，发出白光，生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体（二氧化碳）。反应的化学方程式为：C+O₂→CO₂（点燃条件）。【重要】（2）当氧气不充足时，碳燃烧生成一氧化碳，同时放出热量。反应的化学方程式为：2C+O₂→2CO（点燃条件）。这体现了反应条件（氧气浓度）对生成物的影响。【拓展】2、与硫的反应：硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧则发出明亮的蓝紫色火焰。两种情况下均放出热量，生成一种有刺激性气味的气体（二氧化硫）。进行此实验时，集气瓶底部也要预留少量水，目的是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气。反应的化学方程式为：S+O₂→SO₂（点燃条件）。【核心必会】【高频考点】【易错点：火焰颜色描述（空气中与氧气中不同）、实验操作中“瓶底放水”的目的】3、与磷的反应：红磷或白磷在氧气中剧烈燃烧，产生大量的白烟（五氧化二磷固体小颗粒），放出热量。反应的化学方程式为：4P+5O₂→2P₂O₅（点燃条件）。该反应常用于测定空气中氧气的含量。【重要】4、与氢气的反应：纯净的氢气在空气中安静地燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，唯一的生成物是水（遇烧杯壁凝结成水雾）。若氢气不纯，混有空气或氧气，点燃时可能会发生爆炸。反应的化学方程式为：2H₂+O₂→2H₂O（点燃条件）。【基础】（三）氧气与化合物的反应【高频考点】1、与一氧化碳的反应：一氧化碳是含碳化合物不完全燃烧的产物，它能在氧气中燃烧，发出蓝色火焰，生成二氧化碳。反应的化学方程式为：2CO+O₂→2CO₂（点燃条件）。【基础】2、与甲烷的反应：甲烷是天然气的主要成分，它在氧气中燃烧，产生明亮的蓝色火焰，放出大量的热，生成二氧化碳和水。反应的化学方程式为：CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O（点燃条件）。【基础】3、与乙炔的反应：乙炔（C₂H₂）在氧气中燃烧时，火焰温度极高（氧炔焰），可达3000℃以上，用于焊接或切割金属。反应的化学方程式为：2C₂H₂+5O₂→4CO₂+2H₂O（点燃条件）。【拓展】（四）缓慢氧化与自燃【基础】1、缓慢氧化：有些氧化反应进行得非常缓慢，甚至不易被察觉，这种氧化叫做缓慢氧化。如铁生锈、食物腐烂、动植物呼吸、塑料和橡胶的老化等。缓慢氧化也放出热量，但如果不及时散失，积累的热量可能引发自燃。2、自燃：由缓慢氧化引起的自发燃烧。例如，白磷的着火点低，暴露在空气中因缓慢氧化放热而可能发生自燃；长期堆积的煤、干草、棉絮等，如果通风不好，也可能因缓慢氧化而自燃。【易错点：缓慢氧化与燃烧的本质区别在于反应速率和是否发光】三、氧气的实验室制法实验室制取氧气是初中化学最重要的气体制备实验，涉及药品、原理、装置、操作、检验、验满等全流程，是考试的重中之重。【核心必会】（一）反应原理（三大方法）【高频考点】实验室通常使用含氧化合物在一定条件下分解来制取氧气。根据药品状态和反应条件的不同，主要有以下三种方法。1、加热高锰酸钾法：高锰酸钾是一种暗紫色固体，加热时能分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。（1）化学方程式：2KMnO₄→K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（加热条件）（2）特点：反应速率适中，无需添加催化剂，但高锰酸钾价格相对较高，且在加热时易形成微小颗粒（气流可能将其带入导管）。（3）实验注意：试管口要塞一团棉花，目的是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管，堵塞导管。【易错点】2、加热氯酸钾与二氧化锰混合物法：氯酸钾是白色固体，在加热条件下，以二氧化锰为催化剂，分解生成氯化钾和氧气。（1）化学方程式：2KClO₃→2KCl+3O₂↑（MnO₂作催化剂，加热条件）（2）特点：反应速率较快，产生氧气速率高，适合大量制取。氯酸钾是强氧化剂，与易燃物混合撞击易爆炸，使用需小心。【重要】【高频考点】3、分解过氧化氢溶液（双氧水）法：过氧化氢溶液是无色液体，在常温下，以二氧化锰为催化剂，分解生成水和氧气。（1）化学方程式：2H₂O₂→2H₂O+O₂↑（MnO₂作催化剂）（2）特点：反应在常温下进行，无需加热，操作安全、简便、节能；生成物是水和氧气，对环境无污染，是实验室制取氧气的最佳方法之一。【核心必会】（3）催化剂（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。催化剂具有“一变两不变”的特点：【难点】【核心概念】a）“一变”：改变化学反应速率（包括加快或减慢）。b）“两不变”：质量不变；化学性质不变。c）注意：催化剂不能增加生成物的质量，也不能使原本不能发生的反应发生。它只是通过降低反应所需的活化能来改变反应速率。一个反应可能有多种催化剂（如MnO₂、CuO、Fe₂O₃等均可催化H₂O₂分解）。（二）发生装置的选择依据【重要】发生装置的选择主要依据两个因素：反应物的状态（固体、液体）和反应条件（是否需要加热）。1、固体加热型：适用于反应物为固体，且需要加热才能发生的反应。（1）对应方法：加热高锰酸钾法、加热氯酸钾与二氧化锰混合物法。（2）主要仪器：铁架台（带铁夹）、酒精灯、试管（或大试管）、带导管的单孔橡皮塞。2、固液不加热型：适用于反应物为固体和液体，且不需要加热就能发生的反应。（1）对应方法：分解过氧化氢溶液法。（2）主要仪器：a）简易装置：锥形瓶（或广口瓶、试管）、长颈漏斗（或分液漏斗）、双孔橡皮塞。使用长颈漏斗时，其末端必须液封（伸入液面以下），以防止生成的氧气从漏斗口逸散。【易错点】b）改进装置：使用分液漏斗可以控制液体滴加的速率，从而控制反应的速率，获得平稳的氧气流。【拓展】（三）收集装置的选择依据【重要】收集装置的选择主要依据气体的性质：密度与空气的比较、溶解性、是否与空气中的成分反应、是否无毒等。1、排水集气法：适用于不易溶于水或难溶于水，且不与水反应的气体。（1）适用性：氧气不易溶于水，可用此法收集。（2）优点：收集到的气体纯度较高（排除了空气的干扰）。（3）缺点：收集到的气体湿度较大（混有水蒸气）。2、向上排空气法：适用于密度比空气大，且不与空气中的成分反应的气体。（1）适用性：氧气密度比空气略大，可用此法收集。（2）优点：收集到的气体较干燥。（3）缺点：纯度不如排水法高（可能混有少量空气）。（4）操作：集气瓶正放，导管伸入集气瓶底部（接近瓶底），以便将空气从瓶口上方排出。3、向下排空气法：适用于密度比空气小，且不与空气中的成分反应的气体（如氢气、氨气）。氧气不适用此法。【基础】（四）实验操作步骤与注意事项（以加热高锰酸钾制氧气并用排水法收集为例）【核心必会】【高频考点】实验步骤可简记为“茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）”。1、查：检查装置的气密性。方法是先将导管一端浸入水中，再用手紧握试管外壁，若导管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好。【必会操作】2、装：装入药品。将高锰酸钾装入干燥的试管底部，并在试管口塞一团棉花。3、定：固定装置。将试管固定在铁架台上，试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到热的试管底部，炸裂试管。【易错点】4、点：点燃酒精灯加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动，使试管均匀受热（预热），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，再将导管伸入盛满水的集气瓶口（集气瓶内装满水，用玻璃片盖住倒立于水槽中）。如果一有气泡就收集，则收集到的气体中可能混有空气（因为刚开始排出的是试管内的空气）。【易错点】6、离：将导管从水槽中移出。这一步必须在熄灭酒精灯之前完成。【核心考点】【极易错点】7、息：熄灭酒精灯。先移导管后熄灯，以防止水槽中的水倒吸进入热的试管，使试管炸裂。【核心考点】【极易错点】（五）检验与验满【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，若木条复燃，则证明该气体是氧气。2、氧气的验满方法：（1）用向上排空气法收集时：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已收集满。【易错点：是放在瓶口，不是伸入瓶内】（2）用排水法收集时：当集气瓶口有大气泡向外冒出时，则证明已收集满。此时在水下用玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶正放在桌面上（因为氧气密度比空气大）。四、氧气的工业制法工业上需要大量氧气，其制法与实验室制法有本质区别。【基础】（一）方法：分离液态空气法。该过程属于物理变化。（二）原理：利用液态空气中各成分的沸点不同。先将空气在低温、加压条件下液化，然后逐渐升温。由于氮气的沸点最低（196℃），会首先从液态空气中汽化出来；剩余的主要是液态氧（沸点183℃）。这样就能将氧气和氮气分离开。得到的氧气通常储存在蓝色的钢瓶中。五、氧气的用途物质的性质决定用途，氧气的用途主要基于其两个重要性质：支持燃烧（助燃性）和供给呼吸。（一）供给呼吸：用于医疗急救、登山、潜水、航空等缺氧环境中的呼吸支持。【基础】（二）支持燃烧：用于氧炔焰焊接和切割金属；用于炼钢过程中提高炉温，加速冶炼过程；用于火箭发动机中作助燃剂，使燃料迅速燃烧产生巨大推力。【基础】六、催化剂与催化作用深度辨析【难点】【拓展】（一）催化剂的“专一性”：一个反应可能有多种催化剂，但同一个催化剂可能只对特定反应有催化作用。例如，二氧化锰是氯酸钾和过氧化氢分解的催化剂，但对高锰酸钾分解的影响则不同（高锰酸钾分解生成的二氧化锰作为产物之一，对自身分解可能有影响，但高锰酸钾本身无需二氧化锰就能分解）。（二）催化剂的参与反应机理：催化剂虽然反应前后质量和化学性质不变，但并不意味着它不参与反应。实际上，催化剂通常是先参与反应，生成中间产物，然后在后续反应中又被重新生成。例如，在加热氯酸钾制氧气的反应中，有人认为二氧化锰先与氯酸钾反应生成高锰酸钾和氯气和氯化钾等，然后高锰酸钾再分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，最终二氧化锰又恢复。（三）探究催化剂因素的实验设计思路（控制变量法）【高频考点】若要探究某物质是否是某一反应的催化剂，或探究催化剂的某种特性（如颗粒大小、用量对反应速率的影响），必须设计对比实验，且验证其“一变两不变”：1、设计对比实验验证其是否能改变反应速率（一变）。2、通过称量反应前后该物质的质量，验证其质量是否不变（两不变之一）。3、通过化学实验（如重新与反应物混合，观察是否还能催化反应）验证其化学性质是否不变（两不变之二）。七、与氧气相关的化学反应类型深度剖析...一）化合反应：由两种或两种以上物质生成一种物质的反应。特点是“多变一”。大多数物质与氧气的反应（如镁、铁、碳、硫等与氧气的反应）都属于化合反应。A+B+...→C【基础】（二）氧化反应：物质与氧发生的反应。这里的“氧”既包括氧气，也包括含氧的化合物中的氧元素。氧化反应是从得氧失氧角度定义的，不是基本反应类型。物质与氧气发生的反应一定是氧化反应，但氧化反应不一定有氧气参加。【重要】【易混点】（三）缓慢氧化与剧烈氧化的对比：1、相同点：都属于氧化反应，都放出热量。2、不同点：剧烈氧化（如燃烧）反应速率快，现象明显（发光、放热）；缓慢氧化反应速率慢，现象不明显（不易察觉，通常只放热）。八、综合实验探究与考点分析（一）多功能瓶的使用（万能瓶）【难点】【高频考点】在氧气制取和性质实验中，经常出现多功能瓶（集气瓶加双孔塞，配长导管和短导管）。它的用途非常广泛，需要根据导管的长短和瓶内盛放的物质来判断其作用。1、排空气法收集气体：（1）收集密度比空气大的气体（如氧气）：气体从长导管（a）进，空气从短导管（b）出。即“长进短出”。（2）收集密度比空气小的气体（如氢气）：气体从短导管（b）进，空气从长导管（a）出。即“短进长出”。2、排水法收集气体：瓶内先装满水。气体从短导管（b）进，水从长导管（a）被排出。即“短进长出”。3、气体净化（除杂）：瓶内盛放吸收杂质的液体（如浓硫酸用于干燥，氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳等）。气体通常从长导管（a）进入，从短导管（b）出，让气体与液体充分接触。即“长进短出”。4、气体检验：瓶内盛放检验用的试剂（如澄清石灰水检验二氧化碳）。气体从长导管（a）进入，从短导管（b）出，观察现象。5、监测气体流速：在输氧装置中，将氧气瓶与多功能瓶（瓶内盛半瓶水）的a管连接，b管与病人吸氧管连接。通过观察a管口冒出气泡的速率，可以判断氧气的输出速率。【拓展】（二）测定空气中氧气含量的实验（拓展与迁移）【难点】虽然这不是氧气的制取实验，但其原理与氧气的性质（与磷反应）紧密相关，是常考的综合题素材。1、原理：利用红磷（或白磷）燃烧消耗密闭容器内的氧气，生成固体五氧化二磷，使容器内压强减小，导致水被压入容器。进入容器内水的体积，即为消耗的氧气的体积。2、成功关键：（1）装置气密性必须良好。（2）红磷（或白磷）必须足量，确保氧气被完全消耗。（3）必须冷却至室温后再打开止水夹（观察读数）。3、误差分析：【高频考点】（1）测得结果偏小（进水量少于1/5）的原因：红磷量不足；装置漏气；未冷却至室温就打开止水夹。（2）测得结果偏大（进水量多于1/5）的原因：点燃红磷后未迅速伸入集气瓶并塞紧瓶塞，导致瓶内气体受热逸出；或者燃烧过程中打开了止水夹（基本不存在，一般考偏小原因居多）。（三）氧气的性质与制取的跨学科综合（生物、物理）【拓展】1、与生物学的联系：（1）光合作用与呼吸作用：绿色植物在光照下进行光合作用吸收CO₂释放O₂，而动植物的呼吸作用则是吸收O₂释放CO₂。这两大过程共同维持着自然界中O₂和CO₂的相对平衡。（2）水生生物的生存：氧气微溶于水的性质决定了水生生物（鱼、虾等）只能利用溶解在水中的少量氧气进行呼吸。水体富营养化导致藻类大量繁殖，死亡后分解消耗大量氧气，会造成鱼虾因缺氧而死亡（水华或赤潮的危害之一）。2、与物理学的联系：（1）压强变化：在测定空气中氧气含量、检查装置气密性、多功能瓶排水等实验中，都涉及了气体压强变化这一物理原理。（2）密度与浮力：氧气的密度略大于空气，决定了收集方法和存放方式。九、期末复习易错点与解题技巧总结（一）常见陷阱与易错字词【基础】1、化学式书写错误：“高锰酸钾”KMnO₄（注意大小写和下标），“锰酸钾”K₂MnO₄，“氯酸钾”KClO₃，“氯化钾”KCl，“二氧化锰”MnO₂，“四氧化三铁”Fe₃O₄（不能写成FeO·Fe₂O₃）。2、反应条件遗漏或错误：点燃（写成燃烧）、加热（用△表示或写“加热”）、高温、催化剂（MnO₂应写在等号上方或下方）。3、现象描述不准确：“烟”与“雾”的区别。“烟”是固体小颗粒分散在空气中形成的，如红磷燃烧产生大量白烟（P₂O₅）。“雾”是小液滴分