氧气的性质和制取

氧气的性质和实验室制法 一一 检验氧气的方法 把带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃说明瓶中气体为氧气检验氧气的方法 把带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃说明瓶中气体为氧气 检验空气 氧气 二氧化碳气体的方法 分别用燃着的木条伸入三瓶气体中 木条燃烧检验空气 氧气 二氧化碳气体的方法 分别用燃着的木条伸入三瓶气体中 木条燃烧 更旺的为氧气 继续燃烧无明显变化的为空气 迅速熄灭的为二氧化碳 更旺的为氧气 继续燃烧无明显变化的为空气 迅速熄灭的为二氧化碳 二二 1 1 氧气的物理性质 常温下为无色无味的气体 密度比空气大 不易溶于水 熔沸点低氧气的物理性质 常温下为无色无味的气体 密度比空气大 不易溶于水 熔沸点低 氧气的化学性质 具有氧化性 用途 支持燃烧 供给呼吸氧气的化学性质 具有氧化性 用途 支持燃烧 供给呼吸 2 2 氧气与下列物质反应现象氧气与下列物质反应现象 物质物质现象现象 碳碳在空气中保持红热发出红光 在氧气中发出白光 产生使澄清石灰水变浑浊的气体在空气中保持红热发出红光 在氧气中发出白光 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 磷磷产生大量白烟产生大量白烟 硫硫 在空气中发出微弱的淡蓝色火焰 而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰 在空气中发出微弱的淡蓝色火焰 而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰 产生有刺激性气味的气体产生有刺激性气味的气体 镁镁发出耀眼的白光 放出热量 生成白色固体发出耀眼的白光 放出热量 生成白色固体 铁铁剧烈燃烧 火星四射 生成黑色固体 放出大量的热剧烈燃烧 火星四射 生成黑色固体 放出大量的热 石蜡石蜡在氧气中燃烧发出白光 瓶壁上有水珠生成 产生使澄清石灰水变浑浊的气体在氧气中燃烧发出白光 瓶壁上有水珠生成 产生使澄清石灰水变浑浊的气体 3 3 铁燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的 铁燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的 防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底 铁 铝在空气中不可燃烧 铁 铝在空气中不可燃烧 硫在燃烧时集气瓶中加入少量的水或加入氢氧化钠溶液目的是吸收生成二氧化硫避免污染空气 硫在燃烧时集气瓶中加入少量的水或加入氢氧化钠溶液目的是吸收生成二氧化硫避免污染空气 为什么磷在氧气中燃烧时集气瓶中加入少量的水 为什么磷在氧气中燃烧时集气瓶中加入少量的水 1 防止磷燃烧放出热量使集气瓶破裂 防止磷燃烧放出热量使集气瓶破裂 2 吸收产生的 吸收产生的 P2O5 防止污染 防止污染 实验前应将铁丝用砂布打磨 除掉铁丝表面的铁锈和氧化膜 有利于铁丝燃烧 实验前应将铁丝用砂布打磨 除掉铁丝表面的铁锈和氧化膜 有利于铁丝燃烧 夹持木炭和铁丝的坩埚钳要缓慢伸入集气瓶中目的是与氧气充分反应 防止产生的热量使氧气逸出 夹持木炭和铁丝的坩埚钳要缓慢伸入集气瓶中目的是与氧气充分反应 防止产生的热量使氧气逸出 铁丝要绕成螺旋状目的是增大受热面积 有利于铁丝持续燃烧 铁丝要绕成螺旋状目的是增大受热面积 有利于铁丝持续燃烧 铁丝末端要系一根火柴目的是引燃铁丝 使温度达到着火点 铁丝末端要系一根火柴目的是引燃铁丝 使温度达到着火点 火柴要等到将要燃尽时在伸入集气瓶中目的尽量使火柴少消耗氧气 火柴要等到将要燃尽时在伸入集气瓶中目的尽量使火柴少消耗氧气 物质在空气中燃烧的现象与氧气中不同 氧气的浓度越大燃烧越剧烈 物质在空气中燃烧的现象与氧气中不同 氧气的浓度越大燃烧越剧烈 铁丝伸入集气瓶中没有看到火星四射的现象分析原因 铁丝伸入集气瓶中没有看到火星四射的现象分析原因 1 1 铁丝表面有铁锈或油漆铁丝表面有铁锈或油漆 2 2 氧气的浓度太低氧气的浓度太低 3 3 火柴没有将铁丝引燃 火柴没有将铁丝引燃 三三 氧气的制备氧气的制备 工业制氧气工业制氧气 分离液态空气法 原理分离液态空气法 原理 氮气和氧气的沸点不同氮气和氧气的沸点不同 物理变化物理变化 实验室制氧气原理实验室制氧气原理 2H2H2 2O O2 2 MnO2 MnO2 2H 2H2 2O O O O2 2 2KMnO2KMnO4 4 K K2 2MnO MnO4 4 MnOMnO2 2 O O2 2 2KClO2KClO3 3MnO2 MnO22KCl 3O 2KCl 3O2 2 四四 气体制取与收集装置的选择气体制取与收集装置的选择 发生装置 发生装置 固固加热固固加热型 型 固液不加热固液不加热型型 由反应物的状态和反应条件决定的 高锰酸钾是紫黑色的固体 氯酸钾是白色的固体 二氧化锰是由反应物的状态和反应条件决定的 高锰酸钾是紫黑色的固体 氯酸钾是白色的固体 二氧化锰是 黑色的固体 过氧化氢溶液是无色液体 黑色的固体 过氧化氢溶液是无色液体 收集装置 根据物质的密度 溶解性收集装置 根据物质的密度 溶解性 排水集气法 氧气不易溶于水 向上排空气法 相同条件下氧气的密度略大于空气排水集气法 氧气不易溶于水 向上排空气法 相同条件下氧气的密度略大于空气 I I J J 固固加热型为固固加热型为 A A 和和 J J 满足的条件是反应物为固体反应条件为加热 满足的条件是反应物为固体反应条件为加热 J J 为高锰酸钾加热制氧气试管口要塞一团棉花为高锰酸钾加热制氧气试管口要塞一团棉花 固液常温型为固液常温型为 B C D EB C D E 满足的条件是反应物为固体和液体反应条件为常温下满足的条件是反应物为固体和液体反应条件为常温下 所以选择发生装置的因素是 反应物的状态和反应条件 所以选择发生装置的因素是 反应物的状态和反应条件 C C 比比 B B 优点是可以随时添加液体药品 优点是可以随时添加液体药品 D D 的优点是控制化学反应速率 的优点是控制化学反应速率 E E 的优点是可以控制反应的发生和的优点是可以控制反应的发生和 停止 停止 F F G G H H I I 为收集装置为收集装置 F F 是向下排空气法适合于气体的密度比空气小 又不污染空气与空气中的是向下排空气法适合于气体的密度比空气小 又不污染空气与空气中的 各成分反应 各成分反应 G G 是向上排空气法适合于气体的密度比空气大 又不污染空气与空气中的各成分反应 是向上排空气法适合于气体的密度比空气大 又不污染空气与空气中的各成分反应 H H 是是 排水集气法适合于气体难溶于水或不易溶于水 且不与水发生反应 但排空气法收集的气体干燥不纯净 排水集气法适合于气体难溶于水或不易溶于水 且不与水发生反应 但排空气法收集的气体干燥不纯净 排水法收集的气体纯净而不干燥 排水法收集的气体纯净而不干燥 I I 装置为万能瓶 气体从装置为万能瓶 气体从 a a 进进 b b 出为向上排空气法该气体密度比空气出为向上排空气法该气体密度比空气 大与空气中各成分不发生反应 气体从大与空气中各成分不发生反应 气体从 b b 进进 a a 出时为向下排空气法该气体的密度比空气小与空气中各成出时为向下排空气法该气体的密度比空气小与空气中各成 分不发生反应 集气瓶中注满水气体从分不发生反应 集气瓶中注满水气体从 b b 进进 a a 出该方法为排水集气法气体难溶于水或不易溶于水又不与出该方法为排水集气法气体难溶于水或不易溶于水又不与 水反生反应 水反生反应 五五 过氧化氢制氧气 过氧化氢制氧气 发生装置 由于反应物为固液共存 反应条件为常温 可采用固液常温型装置发生装置 由于反应物为固液共存 反应条件为常温 可采用固液常温型装置 B B C C D D E E 收集方法 排水法和向上排空气法收集方法 排水法和向上排空气法 实验装置 以装置实验装置 以装置 C C 为例 为例 1 1 查 检查装置的气密性 连接好仪器 先用弹簧夹夹紧导气管上的橡皮管 从长颈漏斗向其中注水 查 检查装置的气密性 连接好仪器 先用弹簧夹夹紧导气管上的橡皮管 从长颈漏斗向其中注水 长颈漏斗中有一段水柱一段时间后水面不下降 证明装置气密性良好 长颈漏斗中有一段水柱一段时间后水面不下降 证明装置气密性良好 2 2 装 将二氧化锰装入锥形瓶装 将二氧化锰装入锥形瓶 3 3 定 固定仪器和装置定 固定仪器和装置 4 4 加 从长颈漏斗中加入过氧化氢溶液加 从长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 5 5 收 收集气体收 收集气体 注意 注意 1 1 长颈漏斗下端必须伸入到液面以下 形成液封 防止生成的气体从长颈漏斗中逸出 长颈漏斗下端必须伸入到液面以下 形成液封 防止生成的气体从长颈漏斗中逸出 2 2 长颈漏斗可以用分液漏斗代替 如装置长颈漏斗可以用分液漏斗代替 如装置 D D 分液漏斗可以控制滴加液体的速度 控制反应速率 分液漏斗可以控制滴加液体的速度 控制反应速率 3 3 装药品时为防止液体飞溅 先装固体后装液体 装药品时为防止液体飞溅 先装固体后装液体 4 4 装置装置 E E 的优点 可以控制反应的发生和停止 控制反应停止的原理时关闭弹簧夹 装置中的气体压强的优点 可以控制反应的发生和停止 控制反应停止的原理时关闭弹簧夹 装置中的气体压强 变大 液体压回长颈漏斗中 固液分离反应停止 变大 液体压回长颈漏斗中 固液分离反应停止 六六 制取氧气的操作步骤和注意点 以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例 制取氧气的操作步骤和注意点 以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例 a a 步骤 步骤 查查 装装 定定 点点 收收 移移 熄熄 查 检查装置的气密性 连接好仪器 先将导管的一端侵入水中 再用水握着试管外壁 若观察到查 检查装置的气密性 连接好仪器 先将导管的一端侵入水中 再用水握着试管外壁 若观察到 水中的导管口有气泡冒出 证明装置的气密性良好 水中的导管口有气泡冒出 证明装置的气密性良好 装 将药品装入试管中 高锰酸钾制氧气时试管口要塞一团棉花 装 将药品装入试管中 高锰酸钾制氧气时试管口要塞一团棉花 定 固定仪器和装置 遵照先下后上 从左向右的原则进行组装 定 固定仪器和装置 遵照先下后上 从左向右的原则进行组装 4 4 点 点燃酒精灯 对试管先进行均匀预热 后对试管底部药品进行加热 点 点燃酒精灯 对试管先进行均匀预热 后对试管底部药品进行加热 5 5 收 收集气体 若用排水集气法收集气体时当气体连续均匀冒出时在收集 收 收集气体 若用排水集气法收集气体时当气体连续均匀冒出时在收集 6 6 离 收集满气体后 将导管移出水面 离 收集满气体后 将导管移出水面 7 7 熄 熄灭酒精灯 停止加热 熄 熄灭酒精灯 停止加热 b b 注意点 注意点 试管口略向下倾斜 防止冷凝水倒流引起试管破裂试管口略向下倾斜 防止冷凝水倒流引起试管破裂 药品平铺在试管的底部 均匀受热药品平铺在试管的底部 均匀受热 铁夹夹在离管口约铁夹夹在离管口约 1 31 3 处处 导管应稍露出橡皮塞 便于气体排出导管应稍露出橡皮塞 便于气体排出 试管口应放一团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管 堵塞导管引起爆炸试管口应放一团棉花 防止高锰酸钾粉末进入导管 堵塞导管引起爆炸 排水法收集时 待排水法收集时 待气泡均匀连续冒出气泡均匀连续冒出时再收集 刚开始排出的是试管中的空气 时再收集 刚开始排出的是试管中的空气 实验结束时 先实验结束时 先移导管移导管再再熄灭酒精灯熄灭酒精灯 防止水倒吸引起试管破裂 防止水倒吸引起试管破裂 用排空气法收集气体时 导管伸到集气瓶底部 有利于空气排出 使收集的气体更纯净 排水法收用排空气法收集气体时 导管伸到集气瓶底部 有利于空气排出 使收集的气体更纯净 排水法收 集时导气管只要稍稍进入集气瓶口即可 集时导气管只要稍稍进入集气瓶口即可 9 9 收集满氧气的集气瓶应盖好玻璃片正方在试验台上 收集满氧气的集气瓶应盖好玻璃片正方在试验台上 10 10 加热时要先对试管均匀预热再集中加热防止试管局部温度过高引起炸裂 加热时要先对试管均匀预热再集中加热防止试管局部温度过高引起炸裂 6 6 氧气检验 用带火星的木条 氧气检验 用带火星的木条伸入集气瓶内 木条复燃说明该气体为氧气伸入集气瓶内 木条复燃说明该气体为氧气 向上排空气法氧气的验满 用带火星的木条向上排空气法氧气的验满 用带火星的木条放在集气瓶口 木条复燃说明已经收集满放在集气瓶口 木条复燃说明已经收集满 排水集气法氧气的验满 集气瓶口有大的气泡冒出时 说明已经收集满 排水集气法氧气的验满 集气瓶口有大的气泡冒出时 说明已经收集满 11 实验室用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气并用排水集气法收集时发现试管炸裂了 分析原因 实验室用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气并用排水集气法收集时发现试管炸裂了 分析原因 1 试管外壁有水珠 试管外壁有水珠 2 加热时接触到焰心 加热时接触到焰心 3 试管口未向下倾斜 试管口未向下倾斜 4 试管质量不好 试管质量不好 5 加热前没 加热前没 有预热 有预热 6 加热后不能骤冷 加热后不能骤冷 7 用排水集气法时 先停止加热 然后再将导管从水中拿出 用排水集气法时 先停止加热 然后再将导管从水中拿出 8 生成 生成 气体时 导气管不通气体时 导气管不通 12 实验室制取氧气三种方法那种最好 优点是 实验室制取氧气三种方法那种最好 优点是 过氧化氢制氧气最好 优点是 过氧化氢制氧气最好 优点是 操作简单 易于控制化学反应速率 操作简单 易于控制化学反应速率 节约燃料 节约燃料 易易 于回收二氧化锰 于回收二氧化锰 不会对空气造成污染 不会对空气造成污染 价格低 价格低 七 催化剂 触媒 在化学反应中能七 催化剂 触媒 在化学反应中能改变改变其他物质的化学反应速率 而本身的其他物质的化学反应速率 而本身的质量和化学质量和化学 性质性质在反应前后都没有发生变化的物质 一变两不变 在反应前后都没有发生变化的物质 一变两不变 催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用 八 常见气体的用途 八 常见气体的用途 氧气 氧气 供呼吸供呼吸 如潜水 医疗急救 如潜水 医疗急救 支持燃烧支持燃烧 如燃料燃烧 炼钢 气焊 如燃料燃烧 炼钢 气焊 氮气 惰性保护气 化性不活泼 重要原料 硝酸 化肥 液氮冷冻氮气 惰性保护气 化性不活泼 重要原料 硝酸 化肥 液氮冷冻 稀有气体 稀有气体 HeHe NeNe ArAr KrKr XeXe 等的总称 保护气 电光源 通电发不同颜色的光 激光技术 等的总称 保护气 电光源 通电发不同颜色的光 激光技术 氦气可以用于探空气球氦气可以用于探空气球 九 常见气体的检验方法九 常见气体的检验方法 氧气 氧气 带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃说明该气体为氧气 带火星的木条伸入集气瓶中 木条复燃说明该气体为氧气 二氧化碳 向集气瓶中倒入少量二氧化碳 向集气瓶中倒入少量澄清的石灰水 变浑浊说明该气体为二氧化碳 澄清的石灰水 变浑浊说明该气体为二氧化碳 加热 二氧化锰 加热 二氧化锰 点燃 点燃 点燃 点燃 氢气 氢气 将气体点燃 用干冷的烧杯罩在火焰上方将气体点燃 用干冷的烧杯罩在火焰上方 或者 或者 先通过灼热的氧化铜 再通过无水硫酸铜先通过灼热的氧化铜 再通过无水硫酸铜 十 氧化反应 物质与氧 氧元素 发生的化学反应 十 氧化反应 物质与氧 氧元素 发生的化学反应 剧烈氧化 燃烧剧烈氧化 燃烧 缓慢氧化 缓慢氧化 铁生锈 人的呼吸 事物腐烂 酒的酿造铁生锈 人的呼吸 事物腐烂 酒的酿造 共同点 共同点 都是氧化反应都是氧化反应 都放热都放热 注意 注意 1 剧烈的氧化反应剧烈的氧化反应 燃烧 反应剧烈发光发热燃烧 反应剧烈发光发热 2 氧化反应不属于四大基