化學氧氣知識點
氧氣的製取是初中化學的重點,也是歷年中考的熱點。下面小編給你分享,歡迎閱讀。
化學氧氣的性質
1.物理性質:
1色、味、態:通常情況下,是無色無味的氣體;
2密度:標準狀況下,密度為1.429g/L,略大於空氣;
P.S.:通常情況下,是指20℃,1.01×105Pa;標準狀況下,是指0℃,1.01×105Pa;
3溶解性:氧氣不易溶於水
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。問題:有什麼事實可以證明自然界的水中溶有氧氣?答:水中的生物就是依靠溶解在水中的氧氣生存的。
2.化學性質:
1木炭在氧氣中燃燒黑色固體
實驗現象:劇烈燃燒,發出白光,放熱,生成一種無色無味氣體,該氣體能使澄清石灰水變渾濁。文字表達式:碳C +氧氣O2點燃二氧化碳CO2
在空氣中的燃燒情況:木炭紅熱,無煙、無焰,生成無色無味的氣體
2鐵絲在氧氣中燃燒銀白色固體——介紹鋁箔在氧氣中可以燃燒
實驗現象:劇烈燃燒,火星四射,鐵絲熔成小球,生成一種黑色固體。
文字表達式:鐵Fe +氧氣O2點燃四氧化三鐵Fe3O4
注意事項:集氣瓶底部鋪少量的細沙或加少量的水,防止生成的固體物質濺落瓶底,致使集氣瓶炸裂。 在空氣中加熱情況:持續加熱發紅,離火後變冷。
3蠟燭在氧氣中燃燒白色固體
實驗現象:比空氣中燃燒劇烈,發出白光,集氣瓶內壁出現水珠,有使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產生。文字表達式:石蠟 +氧氣O2點燃二氧化碳CO2 水H2O
空氣中燃燒情況:燃燒產生黃色火焰,放熱,稍有黑煙。4鎂帶在氧氣中燃燒銀白色固體
實驗現象:
劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放熱,生成白色粉末狀固體。
文字表達式:鎂Mg+ 氧氣O2點燃氧化鎂MgO
5銅絲在空氣中灼燒紅色固體
實驗現象:加熱後,銅絲紅熱,冷卻後,在銅絲表面出現一層黑色物質。
文字表達式:銅Cu+ 氧氣O2加熱氧化銅CuO
6紅磷在氧氣中的燃燒暗紅色固體實驗現象:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成大量的白煙
文字表達式:磷P+ 氧氣O2點燃 五氧化二磷P2O5
空氣中燃燒情況:黃白色火焰,放熱,有大量白煙7其他物質與氧氣的反應
某些物質在一些條件下,與氧氣發生緩慢的氧化反應,成為緩慢氧化。
如:動植物新陳代謝,金屬的鏽蝕,食物的腐爛等等。
結論: 1氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,在一定的條件下,能與許多物質發生反應。在這些反應中,氧氣提供氧,稱為氧化反應。氧氣便是常見的氧化劑;
2物質在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要劇烈。說明物質燃燒程度,與氧氣的濃度大小成正比;3物質燃燒時有的有火焰,有的會發光,有的會冒煙。一般來說,氣體燃燒會有火焰產生,固體直接燃燒,產生光或者火星。生成物有固體,一般都會產生煙,即固體小顆粒;
4物質與氧氣反應不一定是燃燒現象,如緩慢氧化。
化學氧氣的製法
①原理:2KMn04=加熱= 2K2MnO4+MnO2+O2 ↑ a
2KClO3 = MnO2 /加熱=2KCl+3 O2 ↑ b
2H202 =MnO2=2H20+2O2 ↑ c
②發生裝置的選擇
選擇發生裝置的依據是:反應物的狀態和反應條件等。
若選用原理a或b的反應,則選用典型的固體與固體反應且需要加熱型的裝置。 若選用原理c的反應,則選用典型的固體與液體反應且不需要加熱型的裝置。 ③收集方法及檢驗、驗滿、存放 a.氣體的收集方法是跟氣體的性質密切相關的。選擇氣體收集方法的依據是:該氣體的水溶性、密度以及該氣體是否具有毒性,能否與空氣或水反應等。
排水法:適用於難溶於水、或不易溶於水、且不與水發生化學反應的氣體。此法收集的氣體較為純淨,但含有水蒸氣。 向上排空氣法:適用於相同狀況下,密度比空氣大且不與空氣中任何成分發生反應的氣體。操作時應注意將導管口伸到接近集氣瓶瓶底處,便於將集氣瓶內的空氣排盡。同時,應在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片,以便穩定氣流。此法收集的氣體較為乾燥,但純度較低。 向下排空氣法:適用於相同狀況下,密度比空氣小且不與空氣中任何成分發生反應的氣體。操作時應注意將導管口伸到接近集氣瓶底處,便於將集氣瓶內的空氣排盡。此法收集的氣體較為乾燥,但純度較低。 由於氧氣不易溶於水,且不與水反應,所以可以用排水法收集;又由於氧氣的密度比空氣略大,且不與空氣中任何成分發生反應,因而還可以用向上排空氣法收集。用排水法收集的氧氣比較純淨,而用向上排空氣法收集的氧氣比較乾燥。
b.檢驗:將帶火星的木條伸人集氣瓶中,若木條復燃,證明該氣體是氧氣.
c.驗滿和存放:用排水法收集氣體時,當有氣泡從集氣瓶口邊緣冒出時,表明氣體已收集滿。用向上排空氣法收集氧氣時,將帶火星的木條放在集氣瓶瓶口,若木條復燃,表明氣體已收集滿。收集滿氧氣的集氣瓶要用玻璃片蓋住並正放在桌面上。 ④實驗步驟 若選用原理a或b的反應,用排水法收集氧氣,其實驗步驟可以概括為“查”、“裝”、“定”、“點”、“收”、“離”、“熄”個字,可用諧音記憶:“茶”、“莊”、“定”、“點”、“收”、“利”、“息”。 若選用原理c的反應,用排水法收集氧氣,其實驗步驟為:
連線儀器;
檢查裝置的氣密性;
加入藥品;
收集、檢驗、驗滿、存放。 製取任何氣體之前,都應先檢查裝置的氣密性,原理是利用氣體受熱膨脹,遇冷收縮,在裝置內外產生壓強差。 操作方法是:先連線好儀器,然後把導管的一端浸入水裡,兩手緊貼容器的外壁,如果裝置不漏氣,裡面的空氣受熱膨脹,導管口有氣泡冒出。鬆開兩手,冷卻後,導管中形成一段水柱。
不能先裝入藥品再檢查裝置的氣密性。
⑤實驗室用高錳酸鉀製取氧氣時的注意事項
a.試管口要略向下傾斜。防止藥品中的水分受熱後變成水蒸氣再冷凝成水珠倒流回試管底部,使試管炸裂。
b.試管內導管稍微露出橡皮塞即可,便於氣體排出。
c.藥品要斜鋪在試管底部,以增大受熱面積。
d.鐵夾要夾在離試管口1/3處。
e.要用酒精燈的外焰對準藥品部位加熱;加熱時要先將酒精燈在試管下方來回移動,讓試管均勻受熱,然後對準放藥品部位加熱。 f.用排水法收集氧氣時,集氣瓶充滿水後倒置於水槽中瓶口要在水面下,導管伸到瓶口處即可;用向上排空氣法收集氧氣時,集氣瓶正放,導管口要接近集氣瓶底部。
g.用排水法時,應注意當氣泡從導管口連續、均勻地放出時再收集,否則收集的氣體中混有空氣。當集氣瓶瓶口有氣泡冒出時,證明氣體已集滿。
h.停止反應時,應先把導管從水槽裡拿出,再熄滅酒精燈 防止水倒流到試管中導致試管炸裂。
i.用高錳酸鉀製取氧氣時,試管口應放一團棉花。
⑥實驗室用過氧化氫製取氧氣時的注意事項
a.用長頸漏斗時,其末端伸入液麵以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出。 b.導氣管只需略微伸出橡膠塞。
c.裝藥品時,先裝固體後裝液體。固體藥品放在試管、燒瓶、錐形瓶、廣口瓶等容器中,液體從長頸漏斗或分液漏斗加入。 d.在加熱過氧化氫雙氧水的實驗中,由於5%過氧化氫溶液加熱時有大量的水蒸氣和少量的氧氣共同逸出,帶火星的木條比較難復燃,可將製得的氣體先乾燥,再檢驗。
2工業製法——分離液態空氣
實驗室製取氧氣,要求反應快、操作簡便、便於收集等,但成本高,無法大量生產。工業製取氧氣,要求原料廉價易得、成本低廉、能夠大量生產、對環境無汙染等。
①方法:分離液態空氣法
②原料:空氣 ③原理:根據氧氣、氮氣的沸點不同,將空氣降溫加壓,使其液化,然後蒸發,得到氮氣和液態氧。在該變化前後,沒有新物質生成,屬於物理變化。
④貯存:加壓到1.5×104 kPa,並貯存在藍色的鋼瓶中。 除分離液態空氣外,工業上還可以用膜分離技術得到含氧90%以上的富氧空氣,廣泛應用於醫療、發酵工業、化學工業、富氧燃燒等。
3自然界中氧氣的主要來源——綠色植物的光合作用
二氧化碳+水 葡萄糖+氧氣
綠色植物的光合作用維持著自然界中氧氣的平衡。