⑴ 制取氧气有哪几种方法呢
一、空气成分的研究史
1.18世纪70年代,瑞典科学家舍勒和英国的科学家化学家普利斯特里,分别发现并制得了氧气。
2.法国科学家拉瓦锡最早运用天平作为研究化学的工具,用定量的方法研究了空气的成分,第一次明确提出了“空气是由氧气和氮气组成的”。其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。
二、空气中氧气成分的测定
1.实验现象:
A.红磷燃烧发出黄白色火焰,放出热量,冒出白色浓烟
B.(过一会儿白烟消失,装置冷却到室温后打开弹簧夹)烧杯内的水倒流入集气瓶,约占瓶子容积的1/5。
2.实验结论:说明空气不是单一的物质;氧气约占空气总体积的1/5。
3.原理
4.注意事项:
A.所用的红磷必须过量,过少则氧气没有全部消耗完
B.要等集气瓶(装置)冷却后才能打开弹簧夹,
C.装置的气密性要好,(否则测量结果偏小),
D.要先夹住橡皮管,然后再点红磷(否则测量结果偏大)。
E.点燃红磷伸入瓶中要立即塞紧瓶塞(否则测量结果偏大)。
思考:
(1)可否换用木炭、硫磺、铁等物质?如能,应怎样操作?
答:不能用木炭或蜡烛(燃烧产生了气体,瓶内体积变化小),不能用铁(铁在空气中不能燃烧)
(2)可否用镁代替红磷?不能用镁,因为镁不但跟氧气反应而且还跟氮气等反应,结果测得的不只是空气中氧气的体积。会远远大于氧气的体积。
5..实际在实验中测得的结果比真实值小,其原因可能是A.红磷量不足;B.装置气密性差;C.未冷却至室温就打开止水夹;D.没有预先在导管中装满水
三、空气的主要成分
(按体积分数):氮气(N2)78%,氧气(O2)21%(氮气比氧气约为4:1),稀有气体0.94%,二氧化碳(CO2)0.03%,其它气体和杂质0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主,属于混合物。
空气成分口诀:氮七八氧二一,零点九四是稀气;零点零三有两个,二氧化碳和杂气
四、物质的分类:纯净物和混合物
1.纯净物:由一种物质组成的,“纯净”是相对的,绝对纯净的物质是没有的,只要杂质含量低,不至于对生产和科学研究产生影响的物质就是纯净物。
2.混合物:两种或多种物质组成的,这些物质相互间没有发生化学反应,各物质都保持各自的性质。
注意:划分纯净物、混合物的标准是根据物质的种类来划分的。只含一种物质的就属于纯净物,含有几种物质的就属于混合物
五、空气是一种宝贵的资源
1.氮气:无色、无味的气体,不溶于水,不燃烧也不支持燃烧,不能供给呼吸,化学性质不活泼。
2.稀有气体:无色、无味的气体,通电时能发出不同颜色的光,化学性质很不活泼。
六、空气的污染及防治
1.造成空气污染的物质:有害气体(一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2))和烟尘。
2.污染来源:空气中的有害物质来自化石燃料的燃烧,石油化工厂排放的废气及汽车排放的尾气。
3.被污染的空气带来的危害:损害人体健康、影响作物生长、破坏生态平衡。
存在的环境问题:温室效应(二氧化碳含量过多引起)、臭氧空洞(飞机的尾气、氟里昂的排放)、酸雨(由二氧化硫、二氧化氮引起)。
4.防止空气污染的措施:加强大气质量监测,改善环境状态、植树造林、使用清洁能源。
5.目前空气污染指数包括:一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、可吸入颗粒物、臭氧。
七、未来化学将朝着“绿色化学”——“绿色消毁”和“绿色生产”的方向发展。核心是利用化学原理从源头消除污染。
特点:①充分利用资源和能源,原料无毒无害②减少向环境排放废物③原料中的原子全部被消纳,实现零排放(在化合反应中体现)④生产出环境友好产品。
氧气
一、氧气的物理性质
1.色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体;
2.密度:标准状况下,密度为1.429g/L,略大于空气。(可用向上排空法)
3.溶解性:氧气不易溶于水。(可用排水法收集)
4.三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体,甚至淡蓝色雪花状固体。
二、氧气的化学性质
(一)与非金属(碳、硫、磷)的反应
1.木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
做木炭燃烧实验时,燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶内的氧气)。
2.硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
⑵ 实验室制氧气的三种方式
双氧水制取法、氯酸钾与二氧化锰加热生成氧气、高锰酸钾加热法。
加热氯酸钾和二氧化锰的混合物采用固固加热装置,用排水法收集原理2KClO3===加热MnO2===2KCl+3O2。
加热高锰酸钾装置同上原理2KMnO4===加热====K2MnO4+MnO2+O2。
在二氧化锰的催化下分解过氧化氢装置采用固液型,用排水法原理2H2O2==MnO2===2H2O+O2以上均是初中常见的实验室制取氧气的方法。用高锰酸钾或氯酸钾制氧气选甲装置:固体与固体加热制气体(实验室常用说法:固固加热型)用过氧化氢制氧气选乙装置:液体与固体不加热制气体(实验室常用说法:固液常温型)。
⑶ 制取氧气有哪几种方法
四种
1过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水与氧气
2氯酸钾在二氧化锰的催化下加热生成氯化钾与氧气
3高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾与二氧化锰与氧气
4水通电生成氢气与氧气
1.2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2↑
2.2 KClO3 ===加热 MnO2 === 2 KCl + 3 O2 ↑
3.2 KMnO4 === 加热 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑
4.2 H2O==通电==2 H2↑+O2↑
⑷ 常见的三种制氧的方法
一 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 ,采用固固加热装置,用排水法收集 ,原理 :2 KClO3 ===加热 MnO2 === 2 KCl + 3 O2 ,二 加热高锰酸钾 ,装置同上 ,原理 :2 KMnO4 === 加热 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2 ,三 在二氧化锰的催化下分解过氧化氢 ,装置采用固液型,用排水法 ,原理 :2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2 ,以上均是初中常见的实验室制取氧气的方法,至于还有一些其他的方法(如过氧化钠和二氧化碳 ,超氧化钾和二氧化碳等.
⑸ 氧气的制备方法三种
实验室
加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):2KClO3 =MnO2 △= 2KCl + 3O2 ↑
加热高锰酸钾:2KMnO4 =△= K2MnO4 + MnO2 + O2↑
用双氧水制氧气:2H2O2= MnO2= 2H2O+ O2↑
工业(物理变化)
分离液态空气
液氧为天蓝色液体。固氧为蓝色晶体。常温下不是很活泼,与许多物质都不易产生作用。但在高温下则很活跃,能与多种元素直接化合,这与氧原子的电负性仅次于氟。
氧在自然界中分布最广,占地壳质量的48.6%,是丰富度最高的元素。在烃类氧化、废水处理、火箭推进剂以及航空、航天和潜水中供动物及人进行呼吸等方面均需要用氧。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程(包括有机物)都消耗氧气。
在金属的切割和焊接中是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气(如乙炔)混合,产生极高温度的火焰,从而使金属熔融。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹人煤气气化炉中,能得到高热值的煤气。医疗用气极为重要。
氧气的中文名称是清朝徐寿命名的。他认为人的生存离不开氧气,所以就命名为“养气”即“养气之质”,后来为了统一就用“氧”代替了“养”字,便叫这“氧气”。
O₂分子内的化学键通常是共价键。
从实验上来说,顺磁共振光谱证明O有顺磁性,还证明O有两个未成对的电子。说明原来的以双键结合的氧分子结构式不符合实际。
氧气的结构,基态O₂分子中并不存在双键,氧分子里形成了两个三电子键。
氧的分子轨道电子排布式是,在π轨道中有不成对的单电子,所以O₂分子是所有双原子气体分子中唯一的一种具有偶数电子同时又显示顺磁性的物质。
两个氧原子进行sp轨道杂化,一个单电子填充进sp杂化轨道,成σ键,另一个单电子填充进p轨道,成π键。氧气是奇电子分子,具有顺磁性。
单线态氧和三线态氧
普通氧气含有两个未配对的电子,等同于一个双游离基。两个未配对电子的自旋状态相同,自旋量子数之和S=1,2S+1=3,因而基态的氧分子自旋多重性为3,称为三线态氧。
在受激发下,氧气分子的两个未配对电子发生配对,自旋量子数的代数和S=0,2S+1=1,称为单线态氧。
空气中的氧气绝大多数为三线态氧。紫外线的照射及一些有机分子对氧气的能量传递是形成单线态氧的主要原因。单线态氧的氧化能力高于三线态氧。
单线态氧的分子类似烯烃分子,因而可以和双烯发生狄尔斯-阿尔德反应。
⑹ 怎样制造氧气
实验室中有三种常见的制取氧气的方法
一、氯酸钾制取氧气
化学式:2KClO3==(催化剂MnO2写在横线上方)2KCl+3O2( 气体上升符号)
优点:利用率高
二、高锰酸钾制取氧气
化学式:2KMnO4==(反应条件:加热)K2MnO4+MnO2+O2(气体上升符号)
优点:不需要催化剂
三、过氧化氢制取氧气(实验室中最常见的方法)
化学式:2H2O2==(催化剂MnO2写在横线上方)2H2O+O2
优点:不需要加热,环保节能
工业制法
一、分离液态空气法
在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到99.6%的纯度)和纯氮(可以达到99.9%的纯度)。如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数千、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。
二、膜分离技术
膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。
三、分子筛制氧法(吸附法)
利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。
4、电解制氧法
把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦时,与上述两种方法的耗电量(0.55~0.60千瓦小时)相比,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。
⑺ 氧气的制取方法
氧气一般通过从空气中分离制取,经济而又方便。
1)实验室制备氧气常采用加热高锰酸钾或氯酸钾,催化过氧化氢来制取氧气,其中利用氯酸钾和过氧化氢制取氧气时需加入催化剂二氧化锰。
2)加热高猛酸钾和氯酸钾制取氧气时需采用固固加热装置,在试管口需放一团棉花,以防堵塞导管;用过氧化氢制取氧气时采用固液不加热装置。
⑻ 制取氧气三种方法分别是什么
一 加热氯酸钾和二氧化锰的混合物
采用固固加热装置,用排水法收集
原理
2 KClO3 ===加热 MnO2 === 2 KCl + 3 O2
二 加热高锰酸钾
装置同上
原理
2 KMnO4 === 加热 ==== K2MnO4 + MnO2 + O2
三 在二氧化锰的催化下分解过氧化氢
装置采用固液型, 用排水法
原理
2 H2O2 == MnO2 === 2 H2O + O2
第一个的优点是不用加热
第三个的优点是不用加催化剂
O(∩_∩)O哈哈~
⑼ 氧气的三种制造方法
(1)加热高锰酸钾
高锰酸钾==加热==锰酸钾+二氧化锰+氧气
2KMnO4==△==K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)加热氯酸钾,二氧化锰作催化剂
氯酸钾==二氧化锰,加热==氯化钾+氧气
2KClO3==MnO2,△==2KCl+3O2↑
(3)用二氧化锰作催化剂,分解过氧化氢
过氧化氢==二氧化锰==水+氧气
2H2O2==MnO2==2H2O+O2↑
实际写方程式时,把催化剂和加热符号写在等号的上方[(2)中MnO2和加热号一个在上方,一个在下方].