化學(xué)氧氣知識(shí)點(diǎn)
氧氣的制取是初中化學(xué)的重點(diǎn),也是歷年中考的熱點(diǎn)。下面學(xué)習(xí)啦小編給你分享化學(xué)氧氣知識(shí)點(diǎn)，歡迎閱讀。
化學(xué)氧氣的性質(zhì)
1.物理性質(zhì)：
(1)色、味、態(tài)：通常情況下，是無色無味的氣體;
(2)密度：標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度為1.429g/L，略大于空氣;
P.S.：通常情況下，是指20℃，1.01×105Pa;標(biāo)準(zhǔn)狀況下，是指0℃，1.01×105Pa;
(3)溶解性：氧氣不易溶于水
(4)三態(tài)變化：降溫后，氧氣可以變?yōu)榈{(lán)色的液體，甚至淡藍(lán)色雪花狀固體。問題：有什么事實(shí)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(xué)性質(zhì)：
(1)木炭在氧氣中燃燒(黑色固體)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)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(dá)式：碳(C) +氧氣(O2)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(dá)式：鐵(Fe) +氧氣(O2)點(diǎn)燃四氧化三鐵(Fe3O4)
注意事項(xiàng)：集氣瓶底部鋪少量的細(xì)沙或加少量的水，防止生成的固體物質(zhì)濺落瓶底，致使集氣瓶炸裂。 在空氣中加熱情況：持續(xù)加熱發(fā)紅，離火后變冷。
(3)蠟燭在氧氣中燃燒(白色固體)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：比空氣中燃燒劇烈，發(fā)出白光，集氣瓶?jī)?nèi)壁出現(xiàn)水珠，有使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產(chǎn)生。文字表達(dá)式：石蠟 +氧氣(O2)點(diǎn)燃二氧化碳(CO2) 水(H2O)
空氣中燃燒情況：燃燒產(chǎn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放熱，生成白色粉末狀固體。
文字表達(dá)式：鎂(Mg)+ 氧氣(O2)點(diǎn)燃氧化鎂(MgO)
(5)銅絲在空氣中灼燒(紅色固體)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：加熱后，銅絲紅熱，冷卻后，在銅絲表面出現(xiàn)一層黑色物質(zhì)。
文字表達(dá)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成大量的白煙
文字表達(dá)式：磷(P)+ 氧氣(O2)點(diǎn)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(zhì)與氧氣的反應(yīng)
某些物質(zhì)在一些條件下，與氧氣發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，成為緩慢氧化。
如：動(dòng)植物新陳代謝，金屬的銹蝕，食物的腐爛等等。
結(jié)論： (1)氧氣是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的氣體，在一定的條件下，能與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。在這些反應(yīng)中，氧氣提供氧，稱為氧化反應(yīng)。氧氣便是常見的氧化劑;
(2)物質(zhì)在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要?jiǎng)×?。說明物質(zhì)燃燒程度，與氧氣的濃度大小成正比;(3)物質(zhì)燃燒時(shí)有的有火焰，有的會(huì)發(fā)光，有的會(huì)冒煙。一般來說，氣體燃燒會(huì)有火焰產(chǎn)生，固體直接燃燒，產(chǎn)生光或者火星。生成物有固體，一般都會(huì)產(chǎn)生煙，即固體小顆粒;
(4)物質(zhì)與氧氣反應(yīng)不一定是燃燒現(xiàn)象，如緩慢氧化。
化學(xué)氧氣的制法
?、僭恚?KMn04=加熱= 2K2MnO4+MnO2+O2 ↑ (a)
2KClO3 = MnO2 /加熱=2KCl+3 O2 ↑ (b)
2H202 =MnO2=2H20+2O2 ↑ (c)
②發(fā)生裝置的選擇
選擇發(fā)生裝置的依據(jù)是：反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件等。
若選用原理(a)或(b)的反應(yīng),則選用典型的固體與固體反應(yīng)且需要加熱型的裝置。 若選用原理(c)的反應(yīng),則選用典型的固體與液體反應(yīng)且不需要加熱型的裝置。 ③收集方法及檢驗(yàn)、驗(yàn)滿、存放 a.氣體的收集方法是跟氣體的性質(zhì)密切相關(guān)的。選擇氣體收集方法的依據(jù)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(yīng)等。
排水法：適用于難溶于水、或不易溶于水、且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體。此法收集的氣體較為純凈，但含有水蒸氣。 向上排空氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣大且不與空氣中任何成分發(fā)生反應(yīng)的氣體。操作時(shí)應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶瓶底處，便于將集氣瓶?jī)?nèi)的空氣排盡。同時(shí)，應(yīng)在集氣瓶的瓶口處蓋上玻璃片，以便穩(wěn)定氣流。此法收集的氣體較為干燥，但純度較低。 向下排空氣法：適用于相同狀況下，密度比空氣小且不與空氣中任何成分發(fā)生反應(yīng)的氣體。操作時(shí)應(yīng)注意將導(dǎo)管口伸到接近集氣瓶底處，便于將集氣瓶?jī)?nèi)的空氣排盡。此法收集的氣體較為干燥，但純度較低。 由于氧氣不易溶于水，且不與水反應(yīng)，所以可以用排水法收集;又由于氧氣的密度比空氣略大，且不與空氣中任何成分發(fā)生反應(yīng)，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凈，而用向上排空氣法收集的氧氣比較干燥。
b.檢驗(yàn)：將帶火星的木條伸人集氣瓶中,若木條復(fù)燃,證明該氣體是氧氣.
c.驗(yàn)滿和存放：用排水法收集氣體時(shí)，當(dāng)有氣泡從集氣瓶口邊緣冒出時(shí)，表明氣體已收集滿。用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，將帶火星的木條放在集氣瓶瓶口，若木條復(fù)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并正放在桌面上。 ④實(shí)驗(yàn)步驟 若選用原理(a)或(b)的反應(yīng)，用排水法收集氧氣，其實(shí)驗(yàn)步驟可以概括為“查”、“裝”、“定”、“點(diǎn)”、“收”、“離”、“熄”個(gè)字，可用諧音記憶：“茶”、“莊”、“定”、“點(diǎn)”、“收”、“利”、“息”。 若選用原理(c)的反應(yīng)，用排水法收集氧氣，其實(shí)驗(yàn)步驟為：
連接儀器;
檢查裝置的氣密性;
加入藥品;
收集、檢驗(yàn)、驗(yàn)滿、存放。 制取任何氣體之前，都應(yīng)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(nèi)外產(chǎn)生壓強(qiáng)差。 操作方法是：先連接好儀器，然后把導(dǎo)管的一端浸入水里，兩手緊貼容器的外壁，如果裝置不漏氣，里面的空氣受熱膨脹，導(dǎo)管口有氣泡冒出。松開兩手，冷卻后，導(dǎo)管中形成一段水柱。
不能先裝入藥品再檢查裝置的氣密性。
?、輰?shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)的注意事項(xiàng)
a.試管口要略向下傾斜。防止藥品中的水分受熱后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(nèi)導(dǎo)管稍微露出橡皮塞即可，便于氣體排出。
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(duì)準(zhǔn)藥品部位加熱;加熱時(shí)要先將酒精燈在試管下方來回移動(dòng)，讓試管均勻受熱，然后對(duì)準(zhǔn)放藥品部位加熱。 f.用排水法收集氧氣時(shí)，集氣瓶充滿水后倒置于水槽中(瓶口要在水面下)，導(dǎo)管伸到瓶口處即可;用向上排空氣法收集氧氣時(shí)，集氣瓶正放，導(dǎo)管口要接近集氣瓶底部。
g.用排水法時(shí)，應(yīng)注意當(dāng)氣泡從導(dǎo)管口連續(xù)、均勻地放出時(shí)再收集，否則收集的氣體中混有空氣。當(dāng)集氣瓶瓶口有氣泡冒出時(shí)，證明氣體已集滿。
h.停止反應(yīng)時(shí)，應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽里拿出，再熄滅酒精燈 (防止水倒流到試管中導(dǎo)致試管炸裂)。
i.用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試管口應(yīng)放一團(tuán)棉花。
?、迣?shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣時(shí)的注意事項(xiàng)
a.用長(zhǎng)頸漏斗時(shí)，其末端伸入液面以下，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出。 b.導(dǎo)氣管只需略微伸出橡膠塞。
c.裝藥品時(shí)，先裝固體后裝液體。固體藥品放在試管、燒瓶、錐形瓶、廣口瓶等容器中，液體從長(zhǎng)頸漏斗(或分液漏斗)加入。 d.在加熱過氧化氫(雙氧水)的實(shí)驗(yàn)中，由于5%過氧化氫溶液加熱時(shí)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(fù)燃，可將制得的氣體先干燥，再檢驗(yàn)。
(2)工業(yè)制法——分離液態(tài)空氣
實(shí)驗(yàn)室制取氧氣，要求反應(yīng)快、操作簡(jiǎn)便、便于收集等，但成本高，無法大量生產(chǎn)。工業(yè)制取氧氣，要求原料廉價(jià)易得、成本低廉、能夠大量生產(chǎn)、對(duì)環(huán)境無污染等。
?、俜椒ǎ悍蛛x液態(tài)空氣法
?、谠希嚎諝?③原理：根據(jù)氧氣、氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同，將空氣降溫加壓，使其液化，然后蒸發(fā)，得到氮?dú)夂鸵簯B(tài)氧。在該變化前后，沒有新物質(zhì)生成，屬于物理變化。
?、苜A存：加壓到1.5×104 kPa,并貯存在藍(lán)色的鋼瓶中。 除分離液態(tài)空氣外，工業(yè)上還可以用膜分離技術(shù)得到含氧90%以上的富氧空氣，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、發(fā)酵工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、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。
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