氧气的性质氧气的物理和化学性质以及收集
一、氧气
（一）结构和组成——决定物化性质
1．氧原子
（1）原子结构示意/简图： 。注意最外层电子数及其与氧气活泼性的关系。
2．氧气分子
（1）结构——构成
A．氧气分子是由氧原子构成的。 （正确）
B．一个氧气分子是由两个氧原子构成的。 （正确）
C．氧气分子是由两个氧原子构成的。 （错误）
D．一个氧气分子是由氧原...全部
一、氧气
（一）结构和组成——决定物化性质
1．氧原子
（1）原子结构示意/简图： 。注意最外层电子数及其与氧气活泼性的关系。
2．氧气分子
（1）结构——构成
A．氧气分子是由氧原子构成的。
（正确）
B．一个氧气分子是由两个氧原子构成的。 （正确）
C．氧气分子是由两个氧原子构成的。
（错误）
D．一个氧气分子是由氧原子构成的。 （错误）
（2）成分——组成
A．氧气是由氧元素组成的。
（正确）
B．氧气分子是由氧元素组成的。 （错误）
C．氧气是由氧分子组成的。
（正确）
D．氧气是由一个氧分子组成的。 （错误）
E．一个氧气分子是由氧元素组成的。
（正确）
（二）物理性质
1．（颜）色、（状）态、（气）味：在常温常压/标准状况下，氧气是一种无色、无味的气体。
2．密度——可以根据相对分子质量来推断——与收集方式有关：标况下，ρ=1。429g/L。*
∵氧气的分子量为32，而空气的平均分子量为29，∴氧气的密度比空气的密度大。
3．溶解性/度——与收集方式有关：氧气极微/不易溶于水。
这正是有水生动物的原因。
4．熔沸点：沸点很低（101kPa，-183℃），熔点更低（101kPa，-218℃）；能加压降温液化成淡蓝色液体，凝固为雪花状的淡蓝色固体。
5．三态特性（在物质的三种聚集状态转变过程中体现的特殊性质）——与熔沸点有关：无
（三）化学性质：属于活泼的气体；有很强的氧化性（遇到除氟F外的所有元素是氧总显负价），常作氧化剂；可作助燃剂，许多物质可在氧气中燃烧。
1．与非金属反应
（1）与碳粉C反应
A．实验原理/反应方程式：C+O2=点燃=CO2
B．实验现象：剧烈燃烧，发出明亮的白光，（同时放出大量的热（量），）黑色固体消失，生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体/生成的无色气体可使澄清石灰水变浑浊。
C．需要注意的实验操作：用药匙盛着碳粉，点燃后放入集有氧气的集气瓶。
D．其他知识点：碳也能在空气中燃烧，但不如在氧气中剧烈，无剧烈的燃烧和明亮的白光的现象。这是因为氧气的浓度不同。
（2）与（红）磷P反应
A．实验原理/反应方程式：4P+5O2=点燃=2P2O5
B．实验现象：发出耀眼白光，放出热量，生成浓厚白烟。
C．需要注意的实验操作：用药匙盛着红磷，点燃后放入集有氧气的集气瓶。
D．其他知识点：磷的同素异形体——红磷和白磷在燃点和毒性上的区别和化学性质的相同以及互相可转化性。
（3）与硫磺S反应
A．实验原理/反应方程式：S+O2=点燃=SO2
B．实验现象：产生明亮的蓝紫色火焰，同时放出热（量），黄色固体消失，生成有刺激性气味的气体。
C．需要注意的实验操作：用玻璃棒蘸取少许/量硫磺粉，点燃后放入集有氧气的集气瓶；在实验所用的燃烧匙内应垫一层石棉绒，这样可防止高温时硫与铜直接化合生成硫化物而损坏燃烧匙；硫的用量不要太多，如果氧气的体积是250 mL，硫的用量不要超过0。
5 g；从瓶里取出燃烧匙时，如有硫尚未燃烧完，应立即伸入水中，使之熄灭，以免二氧化硫扩散。
D．其他知识点：硫也能在空气中燃烧，只能产生微弱的蓝色火焰，不如在氧气中剧烈。
（4）与氢气反应
A．实验原理/反应方程式：2H2+O2=点燃=2H2O2
B．实验现象：产生明亮的蓝紫色火焰，同时放出热（量），集气瓶壁上有水珠生成。
C．需要注意的实验操作：用玻璃棒蘸取少许/量硫磺粉，点燃后放入集有氧气的集气瓶。
D．其他知识点：硫也能在空气中燃烧，只能产生微弱的蓝色火焰，不如在氧气中剧烈。
2．与金属反应
（1）与铁丝Fe反应
A．实验原理/反应方程式：3Fe+2O2=点燃=Fe3O4
B．实验现象：剧烈燃烧，火星四溅/射，放出大量热，白色固体变成了黑色固体。
C．需要注意的实验操作：为了能使实验成功，可在铁丝上系一根火柴棒；并把几根细铁丝拧成一束，将铁丝绕/盘成螺旋状；在酒精灯上加热，把红热的铁丝缓慢插入盛有氧气的集气瓶中；在集气瓶底部预先应放少量水或铺一层细沙，是为了防止生成的灼热的四氧化三铁跌落炸裂瓶底。
D．其他知识点：铁在空气中不能燃烧。
（2）与镁条Mg反应
A．实验原理/反应方程式：2Mg+O2=点燃=MgO
B．实验现象：发出耀眼的强光。
C．需要注意的实验操作
D．其他知识点：镁还能在二氧化碳中能燃烧。
（3）与铝箔Al反应
A．实验原理/反应方程式：4Al+3O2=点燃=2Al2O3
B．实验现象：发出耀眼的白光，放出大量的热（量），生成白色固体。
C．需要注意的实验操作：为了能使实验成功，可在铝箔上系一根火柴棒/把一小段铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴；在集气瓶底部应预先放少量水或铺一层细沙，是为了防止生成的灼热的（三）氧化（二）铝跌落炸裂瓶底。
D．其他知识点：铝在空气中不能燃烧。
3．与化合物反应
（1）与有机物反应
A．与蜡烛反应
a．实验原理/反应方程式：4（C，H）+3O2=点燃=2CO2+2H2O
b．实验现象：火焰十分明亮，发出白光，放出热量，瓶壁有水珠生成，有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成。
c．需要注意的实验操作：为了能使实验成功，可在铝箔上系一根火柴棒，在集气瓶底部应预先放少量水或铺一层细沙，是为了防止生成的灼热的（三）氧化（二）铝跌落炸裂瓶底。
d．其他知识点：铝在空气中不能燃烧。
说明
测定空气中氧气含量时候可以用磷、铝和铁,但不能用木炭和硫。原因是反应物和生成的产物都是固体，可以测量。
（四）自然界中的存在——在一定程度上与物化性质关联
1．氧气：绝大部分在空气中，还有一些在水的各种形式（溪湖河江海洋）中，另外生物体内也有一定量的氧气。
2．氧元素
氧是地壳里含量最多的元素，也是分布最广的元素。据统计，氧几乎占地壳总质量的一半──48。60%。在空气里，氧气占总体积的20。99%，按质量计算为23。19%。海洋也是一个巨大的氧的“仓库”，因为水是由氢和氧组成的，氧占水总质量的89%，而地球表面有3/4是被水覆盖着的。
在动植物里，占总质量的一半以上也是水。一个体重为60 kg的人，约含有40 kg的水，其中含氧36 kg(另外，不含水的部分也含有氧)。地下也含有很多氧，例如，沙子约含氧53%，粘土约含氧56%，石灰石约含氧48%，还有许多矿物也是氧化物，如赤铁矿、铝矾土等。
（五）用途——性质的体现
1．动（植）物的日常呼吸与生存
2．富氧炼钢
3．金属切割与焊接（气割与气焊）
4．医疗急救
5．潜水艇与宇航时的必需品
6．燃料燃烧
（六）制取/备——生成氧气并符合一定条件的反应
1．工业制取/备法
（1）对空气降温加压，利用氧气和氮气的沸点的不同/差异来分离两者，制得液氧。
（2）双氧水的分解：2H2O2=cat。（金属离子、OH-、猪肝（含有某种酶））orΔ=2H2O+O2↑
（3）电解水：2H2O=通电/电解=2H2↑+O2↑
（4）过氧化物/盐：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+3O2*
2．实验室制取/备法
（1）反应原理：2KClO3=加热Δ+催化剂（MnO2）=2KCl+3O2↑（更常用）
2KMnO4=Δ=K2MnO4+MnO2+2O2↑
（2）实验用气体发生装置/仪器
固体+固体+加热型——大试管、酒精灯、铁架台、试管夹、木块、导气管
（3）收集方式与装置：排水法（得到的氧气更纯）或向上排气法（更简便/捷）
（4）检验或验纯：可以使带火星的木条复燃。
（5）尾气处理：不需要
（6）实验操作步骤与注意事项
A．在装配实验仪器前先要检查各实验仪器的气密性：
B。 实验仪器装配总原则：自左至右，从下到上。
C．加热过程中要始终用酒精灯上火焰温度最高的外焰对试管和药品加热，高度靠垫木块调节；在刚开始加热时先对试管的各个部位均匀加热，在受热均匀后再对着药品集中加热。
D．铁架台的试管夹要夹在试管距离试管口的1/3处 。
E．在反应过程中试管要略向下倾斜，以免加热过程中产生的水使试管爆裂。
F．在试管内、导气管的末端要放一团棉花，防止药品喷飞到导气管中。
G．当集气瓶集满氧气后，应先把玻璃片插到集气瓶口，再拔出导气管，最后熄灭酒精灯。
。收起
