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第三章维持生命之气——氧气 一、氧气的性质和用途 一、氧气的物理性质 1、色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体; 2、密度:标准状况下,密度为1.429g/L,略大于空气(1.293g/L)。(可用向上排空法) 3、溶解性:氧气不易溶于水(1L水只能溶解30mL氧气)。(可用排水法收集), 4、三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体(-183℃),甚至淡蓝色雪花状固体(-218℃)。 二、氧气的化学性质 (一)与非金属(碳、硫、磷)的反应 1、木炭(黑色固体)燃烧 实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。 文字表达式:碳(C)+氧气(O2)点燃 二氧化碳(CO2) 化学方程式C+O2CO2 做木炭燃烧实验时,燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶内的氧气)。 2、硫粉(淡黄色)燃烧: 实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。 在氧气中:发出明亮的蓝紫色的火焰,放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。 文字表达式硫(S)+氧气(O2)点燃 二氧化硫(SO2) 化学方程式S+O2SO2 实验时,要在瓶底装少量水(吸收二氧化硫,防止污染空气)。 3、红磷(暗红色固体)的燃烧 实验现象:在空气中:发出黄白色火焰,放出热量,生成大量白烟 在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量的白烟 文字表达式:磷(P)+氧气(O2)点燃 五氧化二磷(P2O5) 化学方程式:4P+5O22P2O5 注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体 (二)与金属(镁、铁)的反应 1、镁带(银白色固体)在空气中燃烧 实验现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体。 文字表达式:镁(Mg)+氧气(O2)点燃 氧化镁(MgO) 化学方程式:2Mg+O22MgO 2铁丝(银白色固体)在氧气中燃烧 实验现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。 文字表达式:铁(Fe)+氧气(O2)点燃 四氧化三铁(Fe3O4) 化学方程式:3Fe+2O2Fe3O4 注意:集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水,防止生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧。 (三)与某些化合物(蜡烛、甲烷)的反应——产物均为:二氧化碳和水 实验现象:比空气中燃烧剧烈,发出白光,集气瓶内壁出现水珠,有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。 文字表达式:石蜡+氧气(O2)点燃 二氧化碳(CO2)+水(H2O) 空气中燃烧情况:燃烧产生黄色火焰,放热,稍有黑烟。 (四)其他物质与氧气的反应 某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。 如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。 总结: 1、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定的条件下,能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中,氧气提供氧,称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂;具有氧化性。 2、物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度,与氧气的浓度大小成正比; 3、物质燃烧时有的有火焰,有的会发光,有的会冒烟。一般来说,气体燃烧会有火焰产生,固体直接燃烧,产生光或者火星。生成物有固体,一般都会产生烟,即固体小颗粒; 4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象,如缓慢氧化。 三、氧气的用途 (1)、供给呼吸:医疗上急救病人,登山、潜水、航空、宇航提供呼吸; (2)、支持燃烧:炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂 二、制取氧气 一、工业制法(分离液态空气法) 空气 降温加压 液态空气 蒸发 液态氧 氮气 沸点低(—196℃),先蒸发出来 装入天蓝色钢瓶中 沸点较高(—183℃) 原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。 注意:该过程是物理变化 二、氧气的实验室制法(化学变化) 1、双氧水(过氧化氢)制取氧气 A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末MnO2) B实验原理: 表达式:过氧化氢(H2O2)MnO2 水(H2O)+氧气(O2) 化学方程式:2H2O2MnO22H2O+O2↑ 注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用 C、装置:固体与液体反应,不需加热(双氧水的为一类) 注意事项: ①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出; ②、导管只需略微伸入试管塞 ③、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。 ④、装药品时,先装固体后装液体 ⑤、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。 D、步骤:连、查、装(二氧化锰)、定、倒(过氧化氢溶液)、收 2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧