多角度認(rèn)識氧氣

一、從物質(zhì)組成的角度認(rèn)識氧氣

氧氣是由氧元素組成，是純凈物，屬于非金屬單質(zhì)，氧氣是空氣的主要成分，約占空氣總體積的21%。

例題1 （2023年婁底市）空氣成分中，體積分?jǐn)?shù)約占21%的氣體是（ ）

A．氧氣 B．氮?dú)?C．二氧化碳 D．稀有氣體

解析 空氣中各成分的體積分?jǐn)?shù)分別是：氮?dú)?8%、氧氣21%、稀有氣體0.94%、二氧化碳0. 03%、水蒸氣和其它雜質(zhì)0.03%。答案：A。

二、從物質(zhì)性質(zhì)、用途的角度認(rèn)識氧氣

氧氣的物理性質(zhì)從色、態(tài)、味、密度、溶解性等5個角度描述；化學(xué)性質(zhì)從反應(yīng)物、反應(yīng)條件、生成物、反應(yīng)現(xiàn)象、反應(yīng)裝置和反應(yīng)類型等多角度看待化學(xué)變化的視角，從反應(yīng)中提煉物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)是氧化性、助燃性，是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體。

例題2 氧氣屬于化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，很多物質(zhì)可以與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如圖1所示，

（1）上述3個反應(yīng)相同的是____。（填字母序號）

A．都是化合反應(yīng) B．都是氧化反應(yīng)

C．生成物都是固體 D．都需要點(diǎn)燃

（2）在實(shí)驗(yàn)甲中，既證明了氧氣約占空氣總體積的1/5，也證明了氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)是____。

（3）在實(shí)驗(yàn)乙中，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。

（4）在做實(shí)驗(yàn)丙時，螺旋狀鐵絲上需系1根火柴，其作用是____。

（5）鐵絲在空氣中不能燃燒，而在純凈的氧氣中可以劇烈燃燒，說明可燃物燃燒的劇烈程度與____有關(guān)。

解析 （1）紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，硫燃燒生成二氧化硫氣體，鐵燃燒生成四氧化三鐵固體，都是物質(zhì)與氧氣發(fā)生的反應(yīng)，屬于氧化反應(yīng)，都是2種物質(zhì)反應(yīng)生成1種物質(zhì)，符合多變一的特點(diǎn)，屬于化合反應(yīng)，且都需要點(diǎn)燃，故選ABD；（2）甲實(shí)驗(yàn)，紅磷燃燒生成五氧化二磷固體，紅磷燃燒消耗氧氣，燒杯中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入水的體積約占集氣瓶水面以上體積的1/5，證明了氧氣約占空氣總體積的1/5，也證明了氮?dú)獠荒苋紵也恢С秩紵幕瘜W(xué)性質(zhì)；（3）乙實(shí)驗(yàn)中，硫與氧氣點(diǎn)燃生成二氧化硫，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

S+O＝點(diǎn)燃SO2

（4）在做丙鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)時，螺旋狀鐵絲上需系1根火柴，其作用是引燃鐵絲；（5）在空氣中鐵絲不能燃燒，但是鐵絲在純凈的氧氣中能夠燃燒劇烈，這一現(xiàn)象表明可燃物燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度有關(guān)，氧氣濃度越高，燃燒越劇烈。

答案：略

三、從物質(zhì)制備的角度認(rèn)識氧氣

制取氧氣的方法有工業(yè)制法和實(shí)驗(yàn)室制法，工業(yè)制取氧氣是用分離液態(tài)空氣的方法，屬于物理變化；實(shí)驗(yàn)室制取氧氣用高錳酸鉀、雙氧水和二氧化錳、氯酸鉀和二氧化錳等混合物在一定條件下制取，屬于化學(xué)變化。

例題3 （2023年煙臺市）某興趣小組制作一臺簡易化學(xué)“制氧機(jī)”，如圖2所示，該制氧機(jī)通過A、B 2種物質(zhì)產(chǎn)生氧氣，其A是過碳酸鈉白色同體，B是二氧化錳黑色粉末。過碳酸鈉（2Na2CO3·3H2O2）加水溶解會分解生成Na2CO3和H2O2。用該制氧機(jī)制氧時，在反應(yīng)倉中加入適量水，再先后加入過碳酸鈉和二氧化錳，反應(yīng)倉內(nèi)有黑色粉末翻騰，變得渾濁，倉壁變得溫?zé)?，過濾倉底部導(dǎo)氣管口有氣泡冒出。

（1）反應(yīng)倉中H2O2生成氧氣的化學(xué)方程式是____，過濾倉中的水除了有過濾雜質(zhì)提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是____（填序號）。

A．可通過氣泡觀察氧氣生成的速率

B．降低氧氣溫度

C．加快氧氣的生成

（2）驗(yàn)證過濾倉導(dǎo)出的氣體是氧氣的方法：____。

（3）如果在實(shí)驗(yàn)室用過碳酸鈉、二氧化錳、水制取氧氣，從圖3中可選用的氣體發(fā)生裝置是____（填裝置序號，下同），收集裝置是____。

解析 （1）反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2H202=MnO2 -2H2O+O2↑

過濾倉中的水除了有過濾雜質(zhì)提純氧氣的作用外，還可以起到的作用是可以通過氣泡觀察氧氣生成的速率、降低氧氣溫度，故選：AB；（2）驗(yàn)證過濾倉導(dǎo)出的氣體是氧氣的方法是在導(dǎo)管口放1根帶火星的木條，若木條復(fù)燃，證明為氧氣；（3）在實(shí)驗(yàn)室用過碳酸鈉、二氧化錳、水制取氧氣的反應(yīng)物狀態(tài)為液體與固體，在常溫下的反應(yīng)條件，則應(yīng)選B固液反應(yīng)常溫型裝置，因氧氣密度比空氣大，且不容易溶于水，收集裝置可以是C或E。

答案：略

（收稿日期：2024 - 04 - 20）