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如何製取氧氣三種方法

發布時間:2022-06-13 00:41:32

⑴ 製取氧氣有哪幾種方法呢

一、空氣成分的研究史

1.18世紀70年代,瑞典科學家舍勒和英國的科學家化學家普利斯特里,分別發現並製得了氧氣。

2.法國科學家拉瓦錫最早運用天平作為研究化學的工具,用定量的方法研究了空氣的成分,第一次明確提出了「空氣是由氧氣和氮氣組成的」。其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結論。

二、空氣中氧氣成分的測定

1.實驗現象:

A.紅磷燃燒發出黃白色火焰,放出熱量,冒出白色濃煙

B.(過一會兒白煙消失,裝置冷卻到室溫後打開彈簧夾)燒杯內的水倒流入集氣瓶,約占瓶子容積的1/5。

2.實驗結論:說明空氣不是單一的物質;氧氣約占空氣總體積的1/5。

3.原理

4.注意事項:

A.所用的紅磷必須過量,過少則氧氣沒有全部消耗完

B.要等集氣瓶(裝置)冷卻後才能打開彈簧夾,

C.裝置的氣密性要好,(否則測量結果偏小),

D.要先夾住橡皮管,然後再點紅磷(否則測量結果偏大)。

E.點燃紅磷伸入瓶中要立即塞緊瓶塞(否則測量結果偏大)。

思考:

(1)可否換用木炭、硫磺、鐵等物質?如能,應怎樣操作?

答:不能用木炭或蠟燭(燃燒產生了氣體,瓶內體積變化小),不能用鐵(鐵在空氣中不能燃燒)

(2)可否用鎂代替紅磷?不能用鎂,因為鎂不但跟氧氣反應而且還跟氮氣等反應,結果測得的不只是空氣中氧氣的體積。會遠遠大於氧氣的體積。

5..實際在實驗中測得的結果比真實值小,其原因可能是A.紅磷量不足;B.裝置氣密性差;C.未冷卻至室溫就打開止水夾;D.沒有預先在導管中裝滿水

三、空氣的主要成分

(按體積分數):氮氣(N2)78%,氧氣(O2)21%(氮氣比氧氣約為4:1),稀有氣體0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它氣體和雜質0.03%。空氣的成分以氮氣和氧氣為主,屬於混合物。

空氣成分口訣:氮七八氧二一,零點九四是稀氣;零點零三有兩個,二氧化碳和雜氣

四、物質的分類:純凈物和混合物

1.純凈物:由一種物質組成的,「純凈」是相對的,絕對純凈的物質是沒有的,只要雜質含量低,不至於對生產和科學研究產生影響的物質就是純凈物。

2.混合物:兩種或多種物質組成的,這些物質相互間沒有發生化學反應,各物質都保持各自的性質。

注意:劃分純凈物、混合物的標準是根據物質的種類來劃分的。只含一種物質的就屬於純凈物,含有幾種物質的就屬於混合物

五、空氣是一種寶貴的資源

1.氮氣:無色、無味的氣體,不溶於水,不燃燒也不支持燃燒,不能供給呼吸,化學性質不活潑。

2.稀有氣體:無色、無味的氣體,通電時能發出不同顏色的光,化學性質很不活潑。

六、空氣的污染及防治

1.造成空氣污染的物質:有害氣體(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和煙塵。

2.污染來源:空氣中的有害物質來自化石燃料的燃燒,石油化工廠排放的廢氣及汽車排放的尾氣。

3.被污染的空氣帶來的危害:損害人體健康、影響作物生長、破壞生態平衡。

存在的環境問題:溫室效應(二氧化碳含量過多引起)、臭氧空洞(飛機的尾氣、氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。

4.防止空氣污染的措施:加強大氣質量監測,改善環境狀態、植樹造林、使用清潔能源。

5.目前空氣污染指數包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入顆粒物、臭氧。

七、未來化學將朝著「綠色化學」——「綠色消毀」和「綠色生產」的方向發展。核心是利用化學原理從源頭消除污染。

特點:①充分利用資源和能源,原料無毒無害②減少向環境排放廢物③原料中的原子全部被消納,實現零排放(在化合反應中體現)④生產出環境友好產品。

氧氣

一、氧氣的物理性質

1.色、味、態:通常情況下,是無色無味的氣體;

2.密度:標准狀況下,密度為1.429g/L,略大於空氣。(可用向上排空法)

3.溶解性:氧氣不易溶於水。(可用排水法收集)

4.三態變化:降溫後,氧氣可以變為淡藍色的液體,甚至淡藍色雪花狀固體。

二、氧氣的化學性質

(一)與非金屬(碳、硫、磷)的反應

1.木炭(黑色固體)燃燒

實驗現象:在氧氣中:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成一種無色無味氣體,該氣體能使澄清石灰水變渾濁。

做木炭燃燒實驗時,燃燒匙應慢慢從瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶內的氧氣)。

2.硫粉(淡黃色)燃燒:

實驗現象:在空氣中:發出微弱的淡藍色火焰;放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。

⑵ 實驗室制氧氣的三種方式

雙氧水製取法、氯酸鉀與二氧化錳加熱生成氧氣、高錳酸鉀加熱法。
加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物採用固固加熱裝置,用排水法收集原理2KClO3===加熱MnO2===2KCl+3O2。
加熱高錳酸鉀裝置同上原理2KMnO4===加熱====K2MnO4+MnO2+O2。
在二氧化錳的催化下分解過氧化氫裝置採用固液型,用排水法原理2H2O2==MnO2===2H2O+O2以上均是初中常見的實驗室製取氧氣的方法。用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣選甲裝置:固體與固體加熱制氣體(實驗室常用說法:固固加熱型)用過氧化氫制氧氣選乙裝置:液體與固體不加熱制氣體(實驗室常用說法:固液常溫型)。

⑶ 製取氧氣有哪幾種方法

四種
1過氧化氫在二氧化錳的催化下生成水與氧氣
2氯酸鉀在二氧化錳的催化下加熱生成氯化鉀與氧氣
3高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀與二氧化錳與氧氣
4水通電生成氫氣與氧氣
1.2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2↑
2.2 KClO3 ===加熱 MnO2 === 2 KCl + 3 O2 ↑
3.2 KMnO4 === 加熱 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑
4.2 H2O==通電==2 H2↑+O2↑

⑷ 常見的三種制氧的方法

一 加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物 ,採用固固加熱裝置,用排水法收集 ,原理 :2 KClO3 ===加熱 MnO2 === 2 KCl + 3 O2 ,二 加熱高錳酸鉀 ,裝置同上 ,原理 :2 KMnO4 === 加熱 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2 ,三 在二氧化錳的催化下分解過氧化氫 ,裝置採用固液型,用排水法 ,原理 :2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2 ,以上均是初中常見的實驗室製取氧氣的方法,至於還有一些其他的方法(如過氧化鈉和二氧化碳 ,超氧化鉀和二氧化碳等.

⑸ 氧氣的制備方法三種

實驗室
加熱氯酸鉀(有少量的二氧化錳):2KClO3 =MnO2 △= 2KCl + 3O2 ↑
加熱高錳酸鉀:2KMnO4 =△= K2MnO4 + MnO2 + O2↑
用雙氧水制氧氣:2H2O2= MnO2= 2H2O+ O2↑
工業(物理變化)
分離液態空氣
液氧為天藍色液體。固氧為藍色晶體。常溫下不是很活潑,與許多物質都不易產生作用。但在高溫下則很活躍,能與多種元素直接化合,這與氧原子的電負性僅次於氟。

氧在自然界中分布最廣,佔地殼質量的48.6%,是豐富度最高的元素。在烴類氧化、廢水處理、火箭推進劑以及航空、航天和潛水中供動物及人進行呼吸等方面均需要用氧。動物呼吸、燃燒和一切氧化過程(包括有機物)都消耗氧氣。

在金屬的切割和焊接中是用純度93.5%~99.2%的氧氣與可燃氣(如乙炔)混合,產生極高溫度的火焰,從而使金屬熔融。為了強化硝酸和硫酸的生產過程也需要氧。不用空氣而用氧與水蒸氣的混合物吹人煤氣氣化爐中,能得到高熱值的煤氣。醫療用氣極為重要。
氧氣的中文名稱是清朝徐壽命名的。他認為人的生存離不開氧氣,所以就命名為「養氣」即「養氣之質」,後來為了統一就用「氧」代替了「養」字,便叫這「氧氣」。
O₂分子內的化學鍵通常是共價鍵。

從實驗上來說,順磁共振光譜證明O有順磁性,還證明O有兩個未成對的電子。說明原來的以雙鍵結合的氧分子結構式不符合實際。

氧氣的結構,基態O₂分子中並不存在雙鍵,氧分子里形成了兩個三電子鍵。

氧的分子軌道電子排布式是,在π軌道中有不成對的單電子,所以O₂分子是所有雙原子氣體分子中唯一的一種具有偶數電子同時又顯示順磁性的物質。

兩個氧原子進行sp軌道雜化,一個單電子填充進sp雜化軌道,成σ鍵,另一個單電子填充進p軌道,成π鍵。氧氣是奇電子分子,具有順磁性。

單線態氧和三線態氧

普通氧氣含有兩個未配對的電子,等同於一個雙游離基。兩個未配對電子的自旋狀態相同,自旋量子數之和S=1,2S+1=3,因而基態的氧分子自旋多重性為3,稱為三線態氧。

在受激發下,氧氣分子的兩個未配對電子發生配對,自旋量子數的代數和S=0,2S+1=1,稱為單線態氧。

空氣中的氧氣絕大多數為三線態氧。紫外線的照射及一些有機分子對氧氣的能量傳遞是形成單線態氧的主要原因。單線態氧的氧化能力高於三線態氧。

單線態氧的分子類似烯烴分子,因而可以和雙烯發生狄爾斯-阿爾德反應。

⑹ 怎樣製造氧氣

實驗室中有三種常見的製取氧氣的方法
一、氯酸鉀製取氧氣
化學式:2KClO3==(催化劑MnO2寫在橫線上方)2KCl+3O2( 氣體上升符號)
優點:利用率高
二、高錳酸鉀製取氧氣
化學式:2KMnO4==(反應條件:加熱)K2MnO4+MnO2+O2(氣體上升符號)
優點:不需要催化劑
三、過氧化氫製取氧氣(實驗室中最常見的方法)
化學式:2H2O2==(催化劑MnO2寫在橫線上方)2H2O+O2
優點:不需要加熱,環保節能

工業製法

一、分離液態空氣法

在低溫條件下加壓,使空氣轉變為液態,然後蒸發,由於液態氮的沸點是‐196℃,比液態氧的沸點(‐183℃)低,因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來,剩下的主要是液態氧。

空氣中的主要成分是氧氣和氮氣。利用氧氣和氮氣的沸點不同,從空氣中制備氧氣稱空氣分離法。首先把空氣預冷、凈化(去除空氣中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氫化合物等氣體和灰塵等雜質)、然後進行壓縮、冷卻,使之成為液態空氣。然後,利用氧和氮的沸點的不同,在精餾塔中把液態空氣多次蒸發和冷凝,將氧氣和氮氣分離開來,得到純氧(可以達到99.6%的純度)和純氮(可以達到99.9%的純度)。如果增加一些附加裝置,還可以提取出氬、氖、氦、氪、氙等在空氣中含量極少的稀有惰性氣體。由空氣分離裝置產出的氧氣,經過壓縮機的壓縮,最後將壓縮氧氣裝入高壓鋼瓶貯存,或通過管道直接輸送到工廠、車間使用。使用這種方法生產氧氣,雖然需要大型的成套設備和嚴格的安全操作技術,但是產量高,每小時可以產出數千、萬立方米的氧氣,而且所耗用的原料僅僅是不用買、不用運、不用倉庫儲存的空氣,所以從1903年研製出第一台深冷空分制氧機以來,這種制氧方法一直得到最廣泛的應用。

二、膜分離技術

膜分離技術得到迅速發展。利用這種技術,在一定壓力下,讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜,可得到含氧量較高的富氧空氣。利用這種膜進行多級分離,可以得到百分之九十以上氧氣的富氧空氣。

三、分子篩制氧法(吸附法)

利用氮分子大於氧分子的特性,使用特製的分子篩把空氣中的氧離分出來。首先,用壓縮機迫使乾燥的空氣通過分子篩進入抽成真空的吸附器中,空氣中的氮分子即被分子篩所吸附,氧氣進入吸附器內,當吸附器內氧氣達到一定量(壓力達到一定程度)時,即可打開出氧閥門放出氧氣。經過一段時間,分子篩吸附的氮逐漸增多,吸附能力減弱,產出的氧氣純度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮,然後重復上述過程。這種製取氧的方法亦稱吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧機已經開發出來,便於家庭使用。

4、電解制氧法

把水放入電解槽中,加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度,然後通入直流電,水就分解為氧氣和氫氣。每製取一立方米氧,同時獲得兩立方米氫。用電解法製取一立方米氧要耗電12~15千瓦時,與上述兩種方法的耗電量(0.55~0.60千瓦小時)相比,是很不經濟的。所以,電解法不適用於大量制氧。另外同時產生的氫氣如果沒有妥善的方法收集,在空氣中聚集起來,如與氧氣混合,容易發生極其劇烈的爆炸。所以,電解法也不適用家庭制氧的方法。

⑺ 氧氣的製取方法

氧氣一般通過從空氣中分離製取,經濟而又方便。
1)實驗室制備氧氣常採用加熱高錳酸鉀或氯酸鉀,催化過氧化氫來製取氧氣,其中利用氯酸鉀和過氧化氫製取氧氣時需加入催化劑二氧化錳。
2)加熱高猛酸鉀和氯酸鉀製取氧氣時需採用固固加熱裝置,在試管口需放一團棉花,以防堵塞導管;用過氧化氫製取氧氣時採用固液不加熱裝置。

⑻ 製取氧氣三種方法分別是什麼

一 加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物
採用固固加熱裝置,用排水法收集

原理
2 KClO3 ===加熱 MnO2 === 2 KCl + 3 O2

二 加熱高錳酸鉀
裝置同上

原理

2 KMnO4 === 加熱 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2

三 在二氧化錳的催化下分解過氧化氫
裝置採用固液型, 用排水法

原理

2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2
第一個的優點是不用加熱
第三個的優點是不用加催化劑
O(∩_∩)O哈哈~

⑼ 氧氣的三種製造方法

(1)加熱高錳酸鉀
高錳酸鉀==加熱==錳酸鉀+二氧化錳+氧氣
2KMnO4==△==K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)加熱氯酸鉀,二氧化錳作催化劑
氯酸鉀==二氧化錳,加熱==氯化鉀+氧氣
2KClO3==MnO2,△==2KCl+3O2↑
(3)用二氧化錳作催化劑,分解過氧化氫
過氧化氫==二氧化錳==水+氧氣
2H2O2==MnO2==2H2O+O2↑
實際寫方程式時,把催化劑和加熱符號寫在等號的上方[(2)中MnO2和加熱號一個在上方,一個在下方].

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