氧气的性质、用途
【例1】下列属于化合反应的是[ ]
A．蜡烛燃烧B．氯酸钾制氧气和氯化钾 C．红磷燃烧D．水通直流电生成氢气和氧气
分析：解本题时，首先应该知道上述四个变化中参加反应和生成的各是什么物质，要会写文字表达式；其次应该清楚化合反应的特征，它是几种物质生成一种物质的反应，可以概括表述为：多变一。A是石蜡（蜡烛的主要成分）和氧气反应，生成水和二氧化碳；B和D都是一种物质生成两种物质的变化。所以只有C符合化合反应的定义。 答案：C。
【例2】四个集气瓶中分别盛有氮气、空气、氧气、二氧化碳四种气体，如何用简便方法把它们区分开？
分析：上述四种气体，除氮气外，同学们对其它三种气体都比较熟悉。在做空气成分的测定实验时已经知道，空气中的氧气一旦耗尽，红磷就会熄灭，由此可知氮气不支持燃烧。因此用燃着的木条和石灰水，就可把四种气体区分开。（详见答题内容）
答案：先将燃着的木条分别伸到四个集气瓶中，木条燃烧更旺的一瓶是氧气；燃烧情况没有变化的一瓶是空气；使木条熄灭的是氮气和二氧化碳。向这两瓶中倒入少量澄清的石灰水，振荡后，石灰水变浑的一瓶是二氧化碳，基本没有变化的一瓶是氮气。 当然，此题也可先用澄清的石灰水将二氧化碳鉴别出来，再根据燃烧的木条在另三瓶中的不同情况，把它们区分开来。
【例3】下列反应既属于化合反应又属于氧化反应的是[ ]
分析：该题考查的是化合反应和氧化反应的概念。它们是从不同的角度对化学反应进行分类。化合反应是从反应物和生成物的数目多少进行分类，特征是“多变一”。氧化反应是从反应物有没有“氧”参加反应进行分析。 答案：C。
【例4】用文字表达式表示下列化学反应：(1)镁在氧气中燃烧；(2)铁在氧气中燃烧；(3)木炭在空气中燃烧。根据上述反应事实，指出燃烧属于什么变化？
分析：记住上述三种物质在空气或氧气中燃烧的产物，才能用文字正确地表示出来。这三种物质所发生的反应都是跟氧气的反应，反应后都有新的物质生成，从反应中发生的共同现象中总结出燃烧的实质。 答案：(1)镁＋氧气(2)铁＋氧气
氧化镁
四氧化三铁
(3)碳＋氧气二氧化碳
以上三种物质在跟氧气反应后都有新的物质生成，所以燃烧是化学变化。 【例5】怎样用化学方法鉴别氧气和氮气两瓶气体？ 分析：鉴别几种物质时应遵循的一般原则： (1)比较物质的性质（物理性质、化学性质），有哪些较明显的差异； (2)实验时可观察到的现象是否有较明显的区别；
(3)实验操作（物理方法或化学方法）是否方便、可行； (4)应按“操作——现象——结论”的次序叙述。 本题要求用化学方法鉴别氧气和氮气，就应根据这两种气体化学性质的差异——是否支持燃烧来鉴别。
答案：把带火星的木条伸进一瓶气体中，有使木条复燃的气体是氧气，不能使木条复燃的气体是氮气。
想一想，如果回答成：“当把带火星的木条伸进氧气瓶中时，木条复燃；伸进氮气中时，木条不会复燃。”有何错误？
【例6】为什么氧炔焰可以焊接和切割金属？ 分析：
氧炔焰的温度很高，可达3000℃以上，可以使焊条和钢铁熔化，熔化的焊条就可以用来焊接钢铁制品，俗称气焊。如果用过量的氧气，吹掉熔化的金属和氧化物，形成一条割缝，从而把金属割断，俗称气割。 答案:见分析。
氧气的制法
【例1】分析下列各错误说法，并加以改正。
(1)在通常状况下，氧气是淡蓝色，没有气味的气体。 (2)把碳放在氧气中立即燃烧起来。
(3)用闻气味的方法可以检验集气瓶里盛的是氧气，还是氮气。 (4)氧化反应一定是化合反应。 (5)固体物质燃烧一定有火焰出现。 (6)把盐放到水里得到盐水是化合反应。
(7)物质跟氧气发生的化学反应才叫氧化反应。
(8)使氯酸钾分解制取氧气时，必须加入二氧化锰，否则不能发生反应。 分析:
(1)描述物质的颜色、状态，必须指明条件，在不同条件下，物质的聚集状态不同，颜色也可能不同。如在通常状况（一般指温度在20℃左右和压强为1.01×105Pa时的情况下），氧气是没有颜色，没有气味的气体。在压强为1.01×105Pa时，氧气在约－183℃时才成为淡蓝色液体。
正确的说法是：“在通常状况下，氧气是一种没有颜色，没有气味的气体。
(2)化学反应必须在一定条件下才能发生。木炭跟氧气的反应需要加热到一定温度时才会进行，常温不会发生。所以不可能立即燃烧起来。
应改为：“红热的木炭在氧气中发生剧烈燃烧”。
(3)区别氧气和氮气应根据各自的特性，选用最佳检验方案，从操作简便，现象明显入手。氧气和氮气都是无色无味的气体（通常状况下），故不能通过“气味”来区别它们。应该根据氧气可以支持燃烧，氮气不能支持燃烧的性质加以区别。方法是用带火星的木条分别伸到两瓶的瓶口，若木条复燃，即可证明是氧气，若木条熄灭则为氮气。
(4)物质跟氧发生的化学反应叫氧化反应，但不一定是化合反应。例如，石蜡在氧气中燃烧生成了水和二氧化碳，它的生成物是两种。而化合反应的特征是两种或两种以上的物质反应后变成一种物质。当然，有的反应既是氧化反应又是化合反应，如碳、硫、铁等物质与氧气的反应既是氧化反应，也是化合反应。所以，氧化反应是泛指物质跟氧发生的化学反应，不只局限于化合反应类型。
(5)可燃性气体或蒸气燃烧才有火焰产生。固体物质燃烧，如高温状态由固体变成蒸气燃烧即有火焰产生，像硫的燃烧。单纯固体物质燃烧不会有火焰产生，如木炭燃烧，只是发光，并没有火焰产生。
(6)盐放到水里变成盐水，没有新物质生成，此变化属于物理变化。而化合反应是化学反应的一种类型，所以上述说法是错误的。
(7)物质跟氧发生的化学反应叫氧化反应，这里所指的氧，既包括了氧气里的氧，同时也包括含氧化物里的氧。如氧化镁里的氧，二氧化碳里的氧，四氧化三铁里的氧等，它们都不是氧气。所以上述说法是不准确的。
(8)催化剂不能引起一种化学反应的发生，只能改变一种化学反应的速率。二氧化锰在氯酸钾的分解反应中是催化剂，而不是一种反应物。氯酸钾在没有加入二氧化锰时，加热也能分解产生氧气，但分解温度高，速率慢。为了加速氯酸钾的分解，常常加入二氧化锰。 答案:见分析。
【例2】实验室制取氧气时，一般按①点燃酒精灯给试管加热②熄灭酒精灯③检查气密性④把氯酸钾和二氧化锰装入试管后固定在铁架台上⑤用排水法收集⑤将导管移出水面等六步进行的，其正确的操作顺序是 [ ]。 A．③④①⑤②⑥ B．④③①⑤②⑥ C．④③①⑤⑥② D．③④①⑤⑥② 分析：
用氯酸钾和二氧化锰制取氧气，并以排水集气法收集气体时，应掌握正确的操作顺序： (1)检验装置的气密性。防止单孔塞与试管口不密合造成漏气而收集不到氧气。 (2)加入氯酸钾和二氧化锰的混合物，使之平铺在试管底部。
(3)按顺序装配仪器，并注意铁夹要夹在离管口的1/4左右处，试管口要略向下倾斜。防止因加热时药品里所含的湿气变成水蒸气，到管口处冷凝成水滴而倒流，致使试管炸裂。
(4)安装好仪器，再点燃酒精灯。加热时，先要把试管均匀预热，然后集中在试管有药品的部位加热，并缓慢地向管底方向移动，使氯酸钾逐渐分解，氧气平稳放出，便于收集。 (5)收集气体时应注意，开始加热时排出的是空气，当气泡连续而均匀地放出时，才是氧气，这时方能收集。
(6)在反应结束时应先把导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯。如先熄灭酒精灯，试管内温度降低，气压减低，水槽中的冷水会因压力差而被吸入试管，引起试管破裂。 综上分析：正确的选项是D。 答案:D。
【例3】下列说法正确的是 [ ]
A．氧气密度比空气略大，不溶于水 B．物质跟氧气发生的反应叫氧化反应
C．不加二氧化锰，氯酸钾受热不会生成氧气 D．氧气可用来急救病人
分析：氧气密度比空气略大，不易溶于水，而不是不溶于水，所以从全句看A不正确；氧化反应是物质与氧发生的化学反应，不一定是和氧气的反应。这点，以后的学习会讲得更清楚；氯酸钾中不加二氧化锰，如果温度较高也会分解生成氧气，但所需时间较长。也就是B、C也不正确。 答案：D。
【例4】为什么说水经加热成为水蒸气是物理变化，而氯酸钾经加热放出气体是化学变化？ 分析：物理变化一般包括物质在状态上发生的变化，并没有新的物质生成，而物质发生化学变化则必有新的物质生成。也就是说判断物质所发生的变化属哪类变化的最重要的依据是，是否有新的物质生成。
答案：水经加热成为水蒸气，并没有新的物质生成，把水蒸气冷凝得到的仍是液态的水，所以此变化是物理变化。氯酸钾经加热放出气体，若把此气体收集起来，用带火星木条伸入其中，木条重新燃烧，证明氯酸钾加热放出的气体是氧气，此外还有氯化钾生成，也就是说氯酸钾经加热生成了两种新的物质，所发生的变化是化学变化。
【例5】在用二氧化锰作催化剂，加热氯酸钾制取氧气的实验中，怎样证明氧气是由氯酸钾而不是由二氧化锰分解后生成的？
分析：有多种证明方法，关键是要理解催化剂的概念。催化剂能改变其他物质的反应速率，而不能使原来不会反应的物质发生反应。事实上还可根据催化剂在反应前后的质量不变，用称量法证明催化剂没有分解。
答案：方法1 用酒精灯分别加热氯酸钾和二氧化锰，可证明前者能生成氧气，后者不能。 方法2 因为二氧化锰不溶于水而氯酸钾、氯化钾等溶于水，可用溶解、过滤的方法分离出二氧化锰，检验出二氧化锰的质量在反应前后是一样的，从而证明二氧化锰并未分解。
实验室制取氧气十问
(1)加热试管中的固体药品时，管口为什么要略向下倾斜？ 答：防止加热时冷凝水倒流到试管的加热部分，使试管破裂。
(2)试管口用带有导管的橡皮塞塞紧后，试管内的导管为什么不宜过长？
答：如果试管内的导管过长，药品堵塞导管，影响气体逸出，甚至会引起试管爆炸。 (3)气体发生装置组装好后，为什么要检查装置的气密性？
答：若不检查装置的气密性，当装置漏气时，生成的气体难以收集，达不到制气的目的。 (4)为什么要将药品斜铺在试管底部？
答：为了增加反应物的受热面积，使生成的气体易从固体中逸出。 (5)加热时，为什么要用酒精灯在试管下方来回移动，然后以外焰固定在药品所在部位加热？ 答：酒精灯来回移动使试管受热均匀，防止它炸裂。由于外焰温度最高，为使分解反应易于发生，故要用外焰加热。
(6)排空气法收集氧气为什么要瓶口向上？且导管口要伸到接近集气瓶的底部？
答：由于氧气比空气略重，故用向上排空气法收集。将导管口伸到集气瓶底部的目的是将空气迅速的排出，且气体的纯度相对较高。
(7)在用高锰酸钾制氧气时，为什么试管口要放一团松软的棉花？ 答：放棉花主要是防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
(8)为什么不能过早的收集导管中逸出的气体？答：因为开始逸出的气体主要是空气。 (9)用向上排空气法收集氧气时，怎样检验瓶里是否收集满氧气？ 答：将带火星的木条置于瓶口，复燃，则已集满。
(l0)停止制取氧气时，为什么要先把导管从水槽中取出，然后再移去酒精灯？
答：先移去酒精灯，试管温度降低，试管内气体压强减小，冷水沿导管倒吸到热的试管里，使试管破裂。