氧氣的重點透視

魏海云

氧氣是生命存在的必須物質之一，是初中化學需要掌握的重點內容，涉及氧氣的物理性質、化學性質和實驗制法，其中包括一些基礎的概念、基本的性質，也含有一些理論性較強的內容。通過氧氣的學習旨在引導學生掌握氧氣的核心內容，并積累物質學習的方法，本文將對氧氣核心知識進行學習指導，并結合實例探討知識應用的分析技巧，提出相應的教學建議以供讀者參考。

知識重點一：氧氣的物理性質

氧氣是生活生產中接觸較為廣泛的氣體，學習氧氣需要從基本的物理性質開始，包括氧氣的顏色和氣味、密度和溶解性，相對而言這些內容較為容易掌握。而物理性質學習的難點在于氧氣在空氣中的氣體體積分數，教材安排了具體的實驗，要求學生從實驗探究的角度來完成。對于該實驗需要掌握實驗的基本原理、實驗方法、實驗步驟、實驗現象以及實驗中的注意事項。

例1 圖1所示的實驗裝置是為了測定空氣中氧氣的含量，則下列選項的做法合理的為（ ?）。

A. 實驗過程中的紅磷要過量

B. 紅磷點燃后要緩慢伸入瓶中并用橡皮塞塞住瓶口

C. 當紅磷熄滅后要立即將止水夾打開

D. 本實驗可以用木炭來代替紅磷

解析 用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗原理為：過量紅磷會與集氣瓶內的氧氣充分燃燒并生成固體物體，使得集氣瓶內的氣壓下降，溫度恢復打開止水夾后，燒杯內的水會在大氣壓力的作用下沿著導管流入集氣瓶中，并占據氧氣所在的位置，通過觀察水占集氣瓶的容積就可以估算出空氣中氧氣的含量。根據上述原理就可以推知實驗過程所用的紅磷必須過量，A正確;紅磷點燃后要立即伸入集氣瓶內，B錯誤;紅磷燃燒放出的熱量會使氣體膨脹，冷卻后打開止水夾測得的含量才準確，否則結果會偏小，C錯誤;木炭與氧氣燃燒會產生氣體CO2或CO，因此不能測定氧氣含量，D錯誤。故應選A。

點撥 氧氣的物理性質相對較為簡單，在教學時只需要點明即可，但氧氣在空氣中的含量則需要以實驗探究的方式來完成，因此教學時需要使學生掌握實驗的原理，然后從原理出發分析實驗過程中的注意事項，以及實驗的現象。教學中可以適當地安排一些討論，如哪些物質可以替代紅磷用于氧氣含量測量，哪些則不能，使學生充分理解實驗的原理。

知識重點二：氧氣的化學性質

氧氣的化學性質較為活潑，具有氧化性，可以與很多的物質發生反應，學習時十分有必要對相關的反應進行系統的總結，如氧氣與非金屬單質的反應（硫、炭、磷）、與金屬單質的反應（鎂、鋁、鐵），以及與石蠟的反應。另外在對反應進行總結時要關注反應的條件和現象，特別是生成物的顏色、狀態，并結合反應的化學方程式來學習氧氣的化學性質。

例2 下列選項是關于氧氣與物質反應的現象描述，其中不正確的是（ ?）。

A. 在空氣中紅磷燃燒時會有大量白煙生成

B. 硫與氧氣燃燒反應生成的火焰為蒼白色

C. 鐵絲與氧氣燃燒反應時較為劇烈，且火星四濺

D. 鎂與氧氣燃燒反應會出現白色耀眼的光，最后生成物為白色固體

解析 上述選項是對氧氣與各種物質反應的現象描述，需要結合總結的化學知識來辨識。紅磷與氧氣反應，有白煙生成，A正確;硫與氧氣反應的火焰顏色為藍紫色，B錯誤;鐵絲與氧氣進行的是劇烈的燃燒反應，會火星四濺，C正確;鎂與氧氣反應會發出耀眼的白光，最終生成白色的氧化鎂固體，D正確。故應選B。

點撥 氧氣的化學性質學習是該部分知識的重難點，難在氧氣的氧化性學習是借助與其他物質的反應來進行，如果不對反應的類型、現象、化學方程式和生成物進行系統的總結，學生很難把握知識的重點，也不便于記憶。因此在教學時，教師應對相關的反應進行總結歸納，如反應的類型、反應條件的難易、反應現象和生成物的狀態等。考慮到氧氣的相關反應是化學式學習的初始階段，教學中十分有必要逐步引導學生書寫化學反應式，可以采用文字反應與化學式對應的方式。

知識重點三：氧氣的制取實驗

氧氣的制取實驗是氧氣知識學習的重點，教材介紹了多個實驗方法，學習時需要掌握其中的兩套方案：一是雙氧水與二氧化錳反應;二是加熱高錳酸鉀。上述兩個方案實際上是初中化學實驗最具典型的方案，前者的實驗裝置不需要加熱，后者是加熱反應的實驗裝置。在學習時首先需要結合化學方程式明確反應的原理，然后從實驗操作、實驗現象、注意事項來進行總結，尤其需要對整個實驗的操作流程有一個系統的了解。

例3 （2018年武漢中考卷改編）圖2所示是實驗小組制取干燥氧氣并測定H2O2溶液溶質質量分數的裝置。已知裝置的氣密性良好，開始時錐形瓶中的H2O2溶液質量為m，燃燒匙內為二氧化錳，并可上下移動，干燥管內為CaO和NaOH的混合物，則下列選項說法正確的是（ ? ）。

A. 將裝置Ⅰ分別與Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ連接，均可以達到實驗目的

B. 實驗中稱量裝置Ⅰ反應前及完全反應且冷卻后的質量即可計算出H2O2溶液溶質質量分數

C. 用Ⅳ來收集氧氣時，將帶火星的木條靠近b導管口即可檢驗氧氣是否集滿

D. 用Ⅴ來測量氧氣生成的體積，如果集氣瓶的上方存有空氣會造成結果偏大

解析 本題旨在考查利用H2O2制取氧氣和收集氧氣。實驗表明要制取干燥的氧氣，而裝置Ⅱ采用的是排水集氣法，無法達到實驗目的，A錯誤;根據實驗裝置Ⅰ反應前后的質量變化可以確定氧氣的質量，根據化學方程式可以推知H2O2的質量，結合質量分數公式即可求H2O2溶液中溶質的質量分數，邏輯合理，B正確;氧氣的密度大于空氣，用Ⅳ來收集氧氣應該b口進氧氣，a口出空氣，因此應在a口檢驗是否收集滿，C錯誤;氧氣不溶于植物油，Ⅴ采用的是排油檢驗法，植物油進入量筒后會從底部向上排空氣，因此量筒上方的空氣不會對實驗結果造成影響，D錯誤。故應選B。

點撥 氧氣的制取與收集是氧氣教學的重難點，教學中應該從制取的原理出發引導學生進行實驗裝置的探究，如利用高錳酸鉀需要加熱就應選用加熱裝置、氧氣不溶于水可以采用排水取氣法。然后是引導學生掌握氣體制取的實驗流程，包括裝置的連接順序、氣密性檢驗、裝置止水夾的打開順序、實驗結束后的處理方法，引導學生建立系統的實驗探究體系，在掌握知識的同時，提升問題分析能力。

總之，氧氣與生活密切相關，相對而言學習起來較為容易，這也是教材將氧氣編排在物質學習的前半部分的目的。但在學習時依然應該注重氧氣的核心內容：物理性質、化學性質和實驗室的制備，其學習方法對于后續的物質學習具有一定的啟示意義。考慮到氧氣的知識點較多，在教學中教師要善于總結引導，幫助學生對知識點進行總結歸納，對于一些理論性較強的內容，要從知識本質角度引導學生剖析，讓學生充分理解性質決定用途、原理決定制取方案，從根本上掌握氧氣內容的重難點，學習知識的同時掌握化學學習的方法。

（收稿日期：2018-11-10）