氧气的制法和氧气的性质

氧气的制法和氧气的性质 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

主讲：

黄冈优秀化学教师程为民

知识强化

一、知识概述

1、常握氧气的工业制法和实验室制法；

2、常握氧气的物理性质和化学性质；

3、了解氧气的用途；

二、重难点知识剖析

（一）氧气的工业制法

工业上制大量的氧气，主要是通过使空气液化，再分离液态空气而制得，这是物理方法，其主要过程为：

（二）氧气的实验室制法

1、反应原理

(1)加热高锰酸钾制取氧气：

高锰酸钾锰酸钾＋二氧化锰＋氧气

(KMnO

4) ( K

2

MnO

4

) (MnO

2

) (O

2

)

(2)分解过氧化氢制取氧气：

过氧化氢水＋氧气

(H

2O

2

) (H

2

O) (O

2

)

氧气的制法和氧气的性质

2、实验装置：（以加热高锰酸钾制氧气为例，如图所示）

3、操作步骤：

①检查装置的气密性。

②把药品装入试管内，使用高锰酸钾作反应物时在试管口放一团棉花。

③把试管固定在铁架台上，将集气瓶装满水并倒立在盛水的水槽中。

④点燃酒精灯，加热药品。

⑤收集气体。

⑥把导气管从水槽中移出水面。

⑦熄灭酒精灯。

4、收集方法：

①排水集气法（因为氧气不易溶于水）。

操作要点：把盛满水的集气瓶（无泡）倒立在水中，排水充气，取出放置。

②向上排空气法（因为氧气的密度略大于空气）。

操作要点：使导气管尽量伸入集气瓶底便于排尽空气。

5、检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明瓶内气体是氧气。

氧气可以使带火星的木条复燃

6、验满：若用向上排空气法收集氧气，验满时，取一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满。

7、放置：因为氧气的密度大于空气的密度，故应正放在桌面上。

8、注意事项：

①在用高锰酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜，原因是防止加热时药品中的湿存水倒流炸裂试管。

②铁夹应夹在距试管口1/3处，原因是利于加热。

③导管伸入试管内要刚露出橡皮塞，原因是利于排出产生的气体。

④用排水法收集氧气时，不宜立即收集，待有连续均匀的气泡产生时再收集，原因是开始的气泡是试管内的空气，若立即收集则氧气不纯。

⑤排气法收集气体时，导管要伸入接近集气瓶底部，原因是利于充分排出瓶内空气。

⑥实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，原因是防止水槽中的水倒吸炸裂试管。

⑦用高锰酸钾制氧气时，试管口应塞一小团棉花，原因是防止高锰酸钾粉末进入导管。

（三）催化剂

在化学反应里能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

注意：

1、催化剂具有“一变”、“两不变”的特点，其中“改变”包括“加快”和“减慢”两层含义，不可片面的理解为“加快”。

2、催化剂不能增多或减少生成物的质量。

3、催化剂不能使不能发生的反应进行反应。

4、催化剂具有专一性。二氧化锰是双氧水分解的催化剂，但不一定是其它反应的催化剂。

（四）氧气的物理性质

在通常状况下，氧气是无色、无味的气体，不易溶于水，在标准状况下，氧气的密度是L，密度稍大于空气，在压强为101kPa时，氧气在约-183℃时变为淡蓝色液体，在约-218℃时变成雪花状的淡蓝色固体。

（五）氧气的化学性质

氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在常温下一般不与其他物质发生燃烧，在点燃或加热条件下能与许多物质发生反应，放出热量。物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气反应，空气中氧气含量相对较少，因此在空气中燃烧不如在氧气中剧烈。氧气的浓度越大，燃烧越剧烈。

物质

燃烧时出现的现象

文字表达式在空气中在氧气中

木炭红热并发出

微弱的火焰

剧烈燃烧、发出白光、放

热

木炭+氧气二氧化碳

铁丝铁丝红热、

冷却后变黑

剧烈燃烧、火星四射、放

热、生成黑色固体

铁+氧气四氧化三铁

蜡烛燃烧平缓、

发出黄色火

焰

剧烈燃烧、火焰明亮耀眼

石蜡 + 氧气二氧化碳 +

水

(六) 氧气的用途

氧气的性质决定了氧气的用途，氧气的重要用途是供给呼吸和支持燃烧，氧气还可以用于气焊、气割、作液氧炸药、火箭推动剂等。

(七) 物理性质和化学性质

1、物理性质：物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。物质的物理性质有的可以直接感观：如颜色、状态、气味等；有的需要用仪器测量：如熔点、沸点、硬度、密度等。例如：金刚石硬度大，把它加工成钻石十分困难；常温下石蜡是固态的；食盐能溶解于水。这里的“硬度大”“固态”和“能溶解于水”就分别是金刚石、石蜡和食盐的物理性质。有的物理性质是在物理变化中体现出来的，如在标准状况下水的沸点为100℃，通过水沸腾这一物理变化由仪器可测知其沸点。

2、化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。如灼热的金刚石能在液态氧气中燃烧、石蜡能在空气中燃烧、二氧化硫能使紫红色高锰酸钾溶液褪色、铁能在潮湿的空气中生锈等就分别是金刚石、石蜡、二氧化硫和铁的化学性质。化学性质包括可燃性、稳定性、氧化性、还原性、酸碱性等。

[注意]物质的物理性质是物质固有的属性，物质的化学性质只有发生化学变化时才表现出来。化学性质与物理性质的区别：是否通过化学变化表现出来。

(八)几种化学反应类型：氧化反应、化合反应和分解反应

1、氧化反应

物质跟氧发生的化学反应属于氧化反应。例如，碳、石蜡、铁与氧气发生的反应都属于氧化反应。

2、化合反应

化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。例如，铁与氧气点燃生成四氧化三铁。

这种反应可用字母表示为：化合反应：A＋B→AB

3、分解反应

由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。例如，高锰酸钾受热时分解生成了锰酸钾、二氧化锰和氧气，这个反应就是分解反应。

这种反应可用字母表示为：分解反应：AB→A＋B