初三化学《氧气》思维导图
中心主题：氧气 (O₂)
氧气的物理性质
- 色、味、态：
- 通常状况下：无色、无味、气体
- 密度：
- 比空气略大（可用向上排空气法收集）
- 溶解性：
- 不易溶于水（可用排水法收集）
- 三态变化：
- 淡蓝色液体（-183°C）
- 淡蓝色雪花状固体（-218°C,即液氧或固态氧）
氧气的化学性质 (核心考点)
- 核心特点： 氧气是一种化学性质比较活泼的气体，具有氧化性，是常见的氧化剂，它在一定条件下能与许多物质发生化学反应，同时放出热量。
- 与非金属反应 (通常产生氧化物)：
- 与碳反应：
- 现象： 剧烈燃烧，发出白光，放出大量热，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
- 文字表达式： 碳 + 氧气 → (点燃) 二氧化碳
- 化学方程式：
C + O₂ --(点燃)--> CO₂
- 与硫反应：
- 现象： 在空气中发出微弱淡蓝色火焰，在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体。
- 文字表达式： 硫 + 氧气 → (点燃) 二氧化硫
- 化学方程式：
S + O₂ --(点燃)--> SO₂
- 与磷反应：
- 现象： 剧烈燃烧，产生大量白烟（生成五氧化二磷固体）。
- 文字表达式： 磷 + 氧气 → (点燃) 五氧化二磷
- 化学方程式：
4P + 5O₂ --(点燃)--> 2P₂O₅
- 与碳反应：
- 与金属反应 (通常产生金属氧化物)：
- 与铁反应：
- 现象： 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体,放出大量热。
- 注意事项： 铁丝需盘成螺旋状（增大与氧气接触面积），系一根火柴（引燃），集气瓶底要预先铺一层细沙或装少量水（防止高温熔化物炸裂瓶底）。
- 化学方程式：
3Fe + 2O₂ --(点燃)--> Fe₃O₄
- 与镁反应：
- 现象： 剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体。
- 化学方程式：
2Mg + O₂ --(点燃)--> 2MgO
- 与铜反应：
- 现象： 红色固体逐渐变为黑色。
- 化学方程式：
2Cu + O₂ --(△)--> 2CuO(△表示加热)
- 与铁反应：
- 与化合物反应：
- 与石蜡反应：
- 现象： 发出白光，瓶壁有水雾出现，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
- 石蜡由碳、氢元素组成。
- 文字表达式： 石蜡 + 氧气 → (点燃) 二氧化碳 + 水
- 与石蜡反应：
氧气的实验室制法
- 药品：
- 高锰酸钾 (KMnO₄)
- 氯酸钾 (KClO₃) 和 二氧化锰 (MnO₂) [MnO₂作催化剂]
- 过氧化氢 (H₂O₂) 溶液 和 二氧化锰 (MnO₂) [MnO₂作催化剂]
- 反应原理 (化学方程式)：
- 高锰酸钾：
2KMnO₄ --(△)--> K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ - 氯酸钾：
2KClO₃ --(MnO₂, △)--> 2KCl + 3O₂↑ - 过氧化氢：
2H₂O₂ --(MnO₂)--> 2H₂O + O₂↑
- 高锰酸钾：
- 发生装置：
- 固固加热型： (适用于高锰酸钾、氯酸钾)
- 要点： 试管口要略向下倾斜（防止冷凝水倒流炸裂试管）；铁夹夹在试管中上部；导管稍露出胶塞即可。
- 固液不加热型： (适用于过氧化氢溶液)
- 要点： 长颈漏斗末端要伸入液面以下（防止气体从漏斗逸出）；锥形瓶中的导管只需露出橡皮塞。
- 固固加热型： (适用于高锰酸钾、氯酸钾)
- 收集装置：
- 排水法：
- 优点： 收集的气体较纯。
- 时机： 当连续、均匀地产生气泡时再收集。
- 向上排空气法：
- 优点： 操作简便。
- 要点： 导管要伸集气瓶底部，便于将空气排尽；验满方法是用带火星的木条放在瓶口,若复燃则已满。
- 排水法：
- 验满：
- 排水法： 当集气瓶口有大气泡冒出时,已收集满。
- 向上排空气法： 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃,则已满。
- 检验 (如何证明是氧气)：
- 将带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃,则证明瓶中气体是氧气。
- 催化剂：
- 定义： 在化学反应里能改变其他物质的反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质。
- 特点： “一变两不变”（改变速率、质量不变、化学性质不变）。
- 注意： 催化剂不一定加快反应速率（也可以减慢）,但初中阶段只要求掌握加快反应的情况。
氧气的工业制法
- 原理： 分离液态空气法
- 步骤：
- 加压降温： 空气被加压、降温,变成液态空气。
- 蒸发 (利用沸点不同)： 液态空气蒸发，由于液氮的沸点(-196°C)比液氧的沸点(-183°C)低，氮气先蒸发出来,剩下的主要是液氧。
- 方法： 物理变化（没有新物质生成）。
氧气的用途
- 供给呼吸：
医疗急救（如潜水、登山、急救病人）、航空、潜水。
- 支持燃烧：
- 助燃性： 富氧炼钢、气焊、切割金属（氧炔焰）、火箭助燃剂、做燃料的助燃剂。
化学反应类型
- 化合反应：
- 定义： 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
- 特点： “多变一” (A + B + ... → C)。
- 举例： 碳 + 氧气 → 二氧化碳；铁 + 氧气 → 四氧化三铁。
- 分解反应：
- 定义： 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
- 特点： “一变多” (A → B + C + ...)。
- 举例： 高锰酸钾 → 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气；过氧化氢 → 水 + 氧气。
- 氧化反应：
- 定义： 物质与氧发生的化学反应。
- 注意：
- 不一定是氧气： “氧”可以指氧气，也可以指含氧化合物中的氧元素（如 CuO + H₂ --(△)--> Cu + H₂O，氢发生了氧化反应）。
- 不一定是化合反应： 缓慢氧化（如食物腐败、铁生锈）也是氧化反应,但不是化合反应。
- 剧烈氧化： 如燃烧、爆炸。
- 缓慢氧化： 如呼吸、食物腐败、金属生锈。
