氧气的制取方法

氧气的制取方法城阳第五中学

赵倩

指导教师：陈萍

氧气的制取方法

氧气的制取常分为实验制法和工业制法,实际就是化学反应方法和物理反应方法。根据其反应所需要的条件,通过一系列的过程,最终制得氧气。现将化学反应和物理反应制取氧气概括如下。

一、化学反应制取氧气

(1)氯酸钾加热制取氧气。

将少量的白色氯酸钾装入试管,然后加热到356℃让它熔化,继续加热到400℃时,氯酸钾缓缓放出气泡,用带有火星的木条检验,发现正是氧气,但分解反应受加热的条件的限制。

氯酸钾制取氧气时，试管要干燥，内部不能有有机物和可燃物，否则会爆炸，试管受热要均匀，试管夹夹住试管口1/3处，导管不要深入太长，最后先撤导管在撤酒精灯。

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化学方程式：2KClO3==2KCl+3O2↑

加热

文字表达式: 氯酸钾→氯化钾﹢氧气

(2)用二氧化锰加热制取氧气。

将黑色的二氧化锰加入试管中,然后用酒精灯加热,在加热的过程中,用带有火星的木条给予检验,并未发现木条复燃,说明没有氧气放出。改用喷灯,加热至535℃时又继续用带有火星的木条检验,发现木条复燃,证明此温度下,二氧化锰分解放出氧气。

(3)用氯酸钾与二氧化锰混合加热制取氧气。

用氯酸钾与二氧化锰制取氧气,根据一定的比例配合均匀,加入试管中加热,发现只需稍稍加热就会有氧气放出,不像上述单纯的氯酸钾与二氧化锰需要高温,这里的二氧化锰起催化

二氧化锰

作用,即催化剂,从而用文字表达式为: 氯酸钾→氯化钾﹢氧气

加热

(4)用高锰酸钾制取氧气。

将紫红色的高锰酸钾装入试管,稍稍加热就会有氧气放出,不需要催化剂,也不需要高温,反应原理如下:2KMnO4==K2MnO4+MnO2+O2↑

(5)用过氧化氢分解制取氧气。

将无色无味的过氧化氢与二氧化锰混合,不需要加热或通电,自然会放出氧气,这里的二

二氧化锰

氧化锰作为催化剂,而不作反应物,用文字表达式如下: 过氧化氢→水+氧气此反应的反应物是水,水是极为普通的物质,不需要什么成本就可以得到,而反应的条件是通电,此电并不是交流电,而是直流电。直流电价钱昂贵,制得的氧气,相比之下很不划算,真是得不偿失,但作为一种反应,有着极其重要的价值。

二、物理方法制取氧气

在工业、医疗、潜水等各项重要工作中,都需要大量氧气。而实验室制取氧气是远远不够需求的,因此需要从空气中将氧气分离出来。怎样才能分离氧气,需要什么条件呢?

(1)在101kp下,将空气降温,变成液态空气,此时水蒸气和二氧化碳气体已经

分离出去。

(2)由于液态氮气的沸点(-196℃)比液态氧气的沸点(-182℃)低。

(3)沸点低的液态氮先从空气中蒸发出来,剩下的是液态氧气。此方法制取氧气,称为氧气的工业制法。

综合上面的化学和物理反应制取氧气,必须熟练地掌握反应原理、反应条件(催化剂、加温、加热、高温、通电、点燃等)、物质的状态、性质等。用化学反应中的第(3),(4),(5)是实验室制取氧气最常用的方法,但必须靠实验的基本操作和基本要领;而物理方法制取氧气,最常用的是分离液态空气,必须注意加压、降温的条件、了解掌握氮气、氧气的沸点。

总之,根据需要量的多少,合理选用制取方法。

总结：

1、利用固体加热制取氧气，试管口为什么要略向下倾斜？

答：目的是防止加热时药品所含的水分变成水蒸汽，到试管口冷凝成水滴到流，使试管炸裂。

3、实验前，为什么要先给试管预热？

答：为了使试管底部均匀受热，防止破裂。

4、伸入试管中的导气管为什么刚刚露出橡皮塞即可呢？

答：导气管赤长，不利于气体导出。

5、加热高锰酸钾制取氧气，试管口为什么要放一团棉花？

答：防止加热时，高锰酸钾颗粒随气流进入导气管。

6、加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气，试管口为何不放一团棉花？

答：氯酸钾是一种强氧化剂，加热时不能混入易燃物质，否则会引起爆炸。

7、用排水法收集氧气刚开始出现气泡时，为什么不能立即收集？

答：刚开始出现的气泡中，混有空气，此时氧气不纯净。

8、实验完毕为什么先把导气管从水槽中移出，然后熄灭酒精灯呢？

答：如果先熄灭酒精灯，试管中的温度降低，压强减小，水沿着导气管进入试管，使试管炸裂。

9、检验氧气为什么用带火星的木条以及检验氧气时要伸入瓶内，验满时却放在瓶口呢？

答：氧气具有支持燃烧的化学性质，能使带火星的木条复燃，所以用带火星的木条检验；检验氧气时伸入瓶内是因为集气瓶内不一定盛满氧气；验满时只有放在瓶口，观察木条是否复燃才能确定是否收集满。

10、如果用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气，能否加快氯酸钾的分解速率？答：能！高锰酸钾在加热过程中，分解后的产物中的二氧化锰，可以加为氯酸钾分解的催化剂。

11、用高锰酸钾和氯酸钾混合加热制氧气，高锰酸钾是催化剂吗？

答：不是！催化剂包括三个条件：一变，二不变。即改变化学反应的速率；本身的质量不变；化学性质不变。高锰酸钾化学性质发生改变，生成了新物质，因此它不是该反应的催化剂，只有高锰酸钾在较低的温度下首先分解，生成的二氧化锰起了催化作用。

12、怎样记忆制取氧气七步骤？

答：可以用要点记忆法，每项只记一个字。即查（检查装置的气密性）、装（装入药品）、定（固定在铁架台上）、点（点燃酒精灯加热）、收（等气泡均匀连续出现时收集气体）、移（实验完毕先从水槽中移出导气管）、熄（最后熄灭酒精灯）。查、装、定、点、收、移、熄，这话听起来像“茶庄定点收利息”，用谐音记忆法，比较容易记住。