氧气的制取和性质研究
第1章 我们呼吸的空气 · 第1节 空气的成分
氧气的制取和性质研究出自浙教版八年级下册《科学》第1章，用高锰酸钾或过氧化氢制氧并做木炭、铁丝燃烧实验。氧气的制取是中考化学第一实验，装置与收集方式是命题重点。学生最易忘检查气密性，铁丝燃烧不加水炸裂瓶底。优创优星科学馆（义乌1+1教育旗下）把制取流程与性质实验拆成步骤链，帮孩子制得纯、看得全。
实验情境
带火星的木条伸进一瓶气体里，居然复燃了——这就是氧气的威力。怎么在实验室里制一瓶氧气？用高锰酸钾或过氧化氢，亲手收集一瓶并做木炭、铁丝燃烧实验。
实验目标
- 初步学会实验室制取氧气装置的装配、连接方法和气密性的检查方法。
- 初步学会实验室制取氧气的方法，学习用排水法收集氧气，学习粉末状固体的取用方法。
- 认识氧气的性质，学习研究氧气性质的方法。
实验器材与材料
| 器材 | 用途 |
|---|---|
| 锥形瓶 | 反应容器 |
| 二氧化锰 | 催化过氧化氢分解 |
| 过氧化氢溶液 | 制氧气药品 |
| 集气瓶、水槽 | 排水法收集氧气 |
| 木炭、铝箔 | 燃烧性质实验 |
实验原理
实验室可以用加热高锰酸钾、加热氯酸钾和二氧化锰混合物、常温下过氧化氢加二氧化锰催化这三种方法制取氧气，根据反应物状态和反应条件选发生装置，根据氧气的密度和溶解性选收集装置。
在化学反应里能改变其他物质的反应速率，本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质就是催化剂，它只改速率，不改变生成物的量。
制取气体前要先查装置气密性，加热固体制气体时试管口要略向下倾斜，排水法收集气体要等气泡连续均匀冒出再收集，实验结束先撤导管再熄灯，用长颈漏斗加液体要液封防止漏气。
氧气在化学反应中能提供氧，让其他物质发生氧化反应，自身具有氧化性。
物质和氧气反应燃烧时，氧气的浓度越高，燃烧的反应就越剧烈。
不同物质在氧气中燃烧时，要根据产物特性提前做安全防护，避免污染或者仪器炸裂。
实验步骤与现象
1实验过程
- 1检查装置的气密性。，把导管的下端浸入水中，双手紧握试管。如果观察到导管口有气泡冒出，就证明装置不漏气。如果没有气泡冒出，就证明装置漏气，应仔细查找原因并改正。
- 2按图示，把仪器组装好，在装置气密性良好的试管中装入约7克高锰酸钾，并把一团棉花放在试管口，用带导管的橡皮塞塞紧管口，使试管口略向下倾斜，固定在铁架台上。
- 3先来回移动酒精灯，使试管受热均匀后，再将火焰集中在药品处加热。
- 4当气泡连续、均匀地冒出时，把导管口伸入盛满水的集气瓶里，收集气体。
- 5停止加热时，先把导管移出水面，然后再熄灭酒精灯。
- 6观察收集到的气体的颜色。
- 7用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上烧至发红。然后将木炭插入集气瓶内，出现 现象，说明集气瓶中有 。反应完毕后，向集气瓶内倒入适量的澄清石灰水，振荡后，出现 现象。 把2厘米×5厘米的铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端系一根火柴。点燃火柴，待火柴燃尽时，立即把铝箔伸入有少量水、充满氧气的集气瓶中，会出现 现象
高频翻车现场
【1+1教育避坑提醒】实验操作中最容易做废、最容易被扣分的关键点：
收集时机导管口刚有气泡就收集
后果：收集到的氧气不纯
正确做法：等气泡连续均匀冒出再收集
木炭燃烧木炭从瓶口慢慢伸入
后果：氧气逸出现象不明显
正确做法：由上而下缓慢插入
铁丝/铝箔燃烧集气瓶底不放少量水
后果：高温熔融物炸裂瓶底
正确做法：预先在瓶底留水或铺细沙
实验结论
高锰酸钾受热分解生成氧气（或过氧化氢在二氧化锰催化下分解），用排水法收集；氧气支持燃烧，木炭在氧气中发出白光、铁丝火星四射生成黑色固体。
拓展研究
- 1核潜艇中制氧系统主要由电解水制氧系统、氧气再生药板和氧气瓶构成。氧气再生药板由一片片涂有过氧化钠的薄板组成，涉及的化学反应表达式是： 过氧化钠+二氧化碳-碳酸钠+氧气该制氧反应有什么优点?该反应还可以运用到哪些地方?
实验考点小结与出题概率
| 核心考点 | 对应教材位置 | 出题概率 | 常见考法·避坑提醒 |
|---|---|---|---|
| 高锰酸钾制氧的装置与步骤 | 八下第1章 | ⭐⭐⭐⭐⭐ | 查装定点收离熄七字诀，操作排序年年考。 |
| 排水法收集氧气的时机 | 八下第1章 | ⭐⭐⭐⭐ | 气泡连续均匀再收集，防止空气混入。 |
| 氧气的化学性质 | 八下第1章 | ⭐⭐⭐⭐ | 木炭白光铁丝火星四射，现象与产物配套。 |
| 催化剂的作用 | 八下第1章 | ⭐⭐⭐⭐ | 二氧化锰改速率自身不变，两不变两改变。 |
| 铁丝燃烧瓶底放水 | 八下第1章 | ⭐⭐⭐ | 防高温熔融物炸裂瓶底，细节必考。 |
注：以上数据基于浙江省名校初中月考、期中、期末以及浙江省中考真题统计分析。
常见问题
二氧化锰起什么作用？
催化剂，加快过氧化氢分解速率，自身质量和化学性质不变。
为什么用排水法收集？
氧气不易溶于水，排水法收集的气体较纯。
木炭在氧气中燃烧什么现象？
剧烈燃烧、发出白光、放热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
什么时候开始收集氧气？
气泡连续均匀冒出时，刚开始排的是装置内空气。
集气瓶底为什么要留水？
承接高温熔融物，防止炸裂瓶底。
义乌1+1教育 · 优创优星科学馆
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