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第二章

身边的化学物质

一、性质活泼的氧气

1. 氧气在自然界的循环 产生：植物的光合作用

消耗：动植物的呼吸作用，燃料的燃烧，缓慢氧化作用

2. 氧气的性质

（1） 物理性质

通常情况下，氧气是一种无色无味的气体。当温度下降，氧气可以转变为淡蓝色的液氧，甚至淡蓝色的固态氧。

在通常情况下，氧气不易溶于水，所以氧气能够用排水法收集；

在标准状态下，氧气的密度略大于空气，所以氧气可以用向上排空气法收集； 注意：选择排水法和排空气法的原则

排水法的条件：1）不易溶于水 2）不能与水发生化学反应；

排空气法的条件：1）气体的密度与空气的密度有一定的差值，气体密度大于空气的密度选择向上排空气法，若气体的密度小于空气的密度，则选用向下排空气法 2）不与空气中的成分发生化学反应 3）无毒

若气体既能用排水法，又能用排空气法收集时，我们从制得气体的纯度考虑， 一般选用排水法收集。

（2） 化学性质

氧气的化学性质比较活泼，能与许多物质发生氧化反应。主要体现了氧气的氧化性和助燃性

A. 氧气与木炭燃烧

现象：在空气中被点燃，发出红光，放出热量，生成一种能使澄清石灰水便混浊的气体；在氧气中，剧烈燃烧，发出白光，放出大量的热，生成一种能使澄清石灰水便混浊的气体。

文字表达式：碳（C ）＋氧气（O 2） −点−燃−→ 二氧化碳（CO 2）

注意：我们在做木炭在氧气集气瓶中燃烧实验时，要注意将燃烧匙由上往下慢慢移动，为了使木炭能与氧气充分接触，使反应完全。

B. 氧气与铁丝反应

现象：在空气中，铁丝不能被点燃；在氧气中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色固体。

文字表达式：铁（Fe ）＋氧气（O 2）

−点−燃−→ 四氧化三铁（Fe 3O 4） 注意：

在反应之前，必须在集气瓶底部留有少量的水或者细沙，目的是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底

燃烧之前，将铁丝绕成螺旋状，目的是为了使空气与铁丝充分接触，容易聚热将铁丝绕在火柴上的目的是引燃铁丝，使铁丝较快提高温度

当火柴的火焰接近铁丝时，将铁丝慢慢伸入集气瓶，否则木柴燃烧会消耗大量氧气使实验失败

C. 氧气与蜡烛反应

现象：在空气中，蜡烛被点燃产生黄白色火焰，有少量的黑烟产生；在氧气中燃烧，蜡烛剧烈燃烧，并且产生白色火焰，在集气瓶壁上出现水珠，没有烟， 生成一种能使澄清石灰水变浑浊的气体。

文字表达式：石蜡＋氧气 −点−燃−→ 二氧化碳＋水

结论：可燃物燃烧的现象与氧气的浓度有关，氧气的浓度越大，现象越剧烈。

D. 缓慢氧化

物质能与氧气发生缓慢的氧化反应，如动植物的呼吸、金属的腐蚀、食物的腐败、肥料的腐熟等。

物质与氧气发生的反应都是氧化反应。

知识联系：

A. 氧气与镁带的燃烧

现象：剧烈燃烧，放出耀眼的白光，发出白烟，生成一种白色固体

文字表达式：镁（Mg ）＋氧气（O 2） −点−燃−→ 氧化镁（MgO ）

生活应用：照明弹、烟火

注意：

先用砂纸将表面的氧化膜去除后在点燃；

应该用坩埚钳夹住镁带

2 2 2

实验时，在镁带下方要放有石棉网，防止高温生成物烫坏实验桌

B. 氧气与氢气的燃烧

现象：氢气燃烧发出淡蓝色的火焰，用一干冷的小烧杯罩在火焰上方，在烧杯壁出现水雾。

文字表达式：氢气（H ）＋氧气（O ） −点−燃−→ 水（H O ） 3. 氧气的用途

支持燃烧：液态氧作为火箭的助燃剂（助燃性），炼钢需要氧气（提高反应炉中的温度），氧炔焰用来气焊与气割

提供呼吸：潜水员和太空飞行员携带的氧气罐

4. 氧气的制法

（1） 工业制法（分离液态空气法）

a. 具体过程

除去二氧化碳 氮气

空气 空气

液态空气 升温-183℃

干燥 加压 液态氧 氧气

b. 原理：氧气和氮气的沸点不同，氧气的沸点高于氮气的沸点

c. 注意：该过程是物理变化

（2） 实验室制法

A. 高锰酸钾制取氧气

加热 a. 实验原理：高锰酸钾（KMnO 4）——→ （MnO 2）+ 氧 气 （O 2）

b ．反应物状态：高锰酸钾（紫黑色固体）

c ．反应条件：加热

d ．注意事项：

锰酸钾（K 2MnO 4）+

二氧化锰

a). 试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流，使试管底部破裂。

b). 导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出。 c). 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管，污染制取的气体和水槽中的水。

d). 排气法收集气体时，导气管要伸入接近集气瓶底部：有利于集气瓶内空气排出使收集的气体更纯。

e).实验结束后，先将导气管移出水面，然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。

d．实验步骤：

a).仪器组装：先下后上，从左到右的顺序。

b).气密性检查：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中的导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。

c).装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）。

d).加热药品：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。

e).收集气体：若用排水集气法收集气体，当气泡均匀冒出时再收集；或向上集气法。

f).检验及验满：用带火星的木条伸入试管中，发现木条复燃，说明是氧气；

用带火星的木条靠近集气瓶口部，木条复燃，证明已满。

g).仪器的拆卸：按先右后左，先上后下的顺序。

B.双氧水（过氧化氢）制取氧气

二氧化锰

a.实验原理：过氧化氢（H2O2）————→ 水（H2O）+ 氧气（O2）

b．反应物状态：过氧化氢（无色液体），二氧化锰（黑色粉末状固体）

c．反应条件：不需加热

d．注意事项：

a).分液漏斗可以用长颈漏斗代替，但其下端应该深入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗中逸出；并且使用分液漏斗时，要求固体为不溶性的块状固体

b).导气管只需略微伸入试管塞

c).气密性检查：用止水夹关闭，打开分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持续下降，就说明气密性良好。

d).装药品时，先装固体后装液体

e).该装置的优点：可以控制反应的开始与结束，可以随时添加液体。

f).催化剂：一变（改变反应速率），两不变（本身质量和化学性质不变）