氧气的制取方法

宁乡一中2023-05-09  34

1.加热高锰酸钾:(中学教材为 )。

2.二氧化锰与氯酸钾共热: (制得的氧气中含有少量Cl2、O3和微量ClO2;部分教材已经删掉;该反应实际上是放热反应,而不是吸热反应,发生上述1mol反应,放热108kJ)。

3.过氧化氢溶液催化分解(催化剂主要为二氧化锰,三氧化二铁、氧化铜也可): 。 化学诗歌:氧气的制取实验先查气密性,受热均匀试管倾。

收集常用排水法,先撤导管后移灯。

解释:

1、实验先查气密性,受热均匀试管倾:“试管倾”的意思是说,安装大试管时,应使试管略微倾斜,即要使试管口低于试管底,这样可以防止加热时药品所含有的少量水分变成水蒸气,到管口处冷凝成水滴而倒流,致使试管破裂。“受热均匀”的意思是说加热试管时必须使试管均匀受热。

2、收集常用排水法:意思是说收集氧气时要用排水集气法收集。

3、先撤导管后移灯:意思是说在停止制氧气时,务必先把导气管从水槽中撤出,然后再移去酒精灯(如果先撤去酒精灯,则因试管内温度降低,气压减小,水就会沿导管吸到热的试管里,致使试管因急剧冷却而破裂)。 1、分离液态空气法

在低温条件下加压,使空气转变为液态,然后蒸发,由于液态氮的沸点是‐196℃,比液态氧的沸点(‐183℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。

空气中的主要成分是氧气和氮气。利用氧气和氮气的沸点不同,从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化(去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质)、然后进行压缩、冷却,使之成为液态空气。然后,利用氧和氮的沸点的不同,在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝,将氧气和氮气分离开来,得到纯氧(可以达到996%的纯度)和纯氮(可以达到999%的纯度)。如果增加一些附加装置,还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。由空气分离装置产出的氧气,经过压缩机的压缩,最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存,或通过管道直接输送到工厂、车间使用。使用这种方法生产氧气,虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术,但是产量高,每小时可以产出数千、万立方米的氧气,而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气,所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来,这种制氧方法一直得到最广泛的应用。

2、膜分离技术

膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术,在一定压力下,让空气通过具有富集氧气功能的薄膜,可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离,可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。

3、分子筛制氧法(吸附法)

利用氮分子大于氧分子的特性,使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。首先,用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中,空气中的氮分子即被分子筛所吸附,氧气进入吸附器内,当吸附器内氧气达到一定量(压力达到一定程度)时,即可打开出氧阀门放出氧气。经过一段时间,分子筛吸附的氮逐渐增多,吸附能力减弱,产出的氧气纯度下降,需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮,然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来,便于家庭使用。

4、电解制氧法

把水放入电解槽中,加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度,然后通入直流电,水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧,同时获得两立方米氢。用电解法制取一立方米氧要耗电12~15千瓦小时,与上述两种方法的耗电量(055~060千瓦小时)相比,是很不经济的。所以,电解法不适用于大量制氧。另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集,在空气中聚集起来,如与氧气混合,容易发生极其剧烈的爆炸。所以,电解法也不适用家庭制氧的方法。 有氧气生成的化学反应 电解硫酸铜溶液 2CuSO4+2H2O=通电=2Cu↓+2H2SO4+O2↑ 电解水 2H2O=通电=2H2+O2↑ 光合作用总反应式 6CO2+6H2O— 光,叶绿素 →C6H12O6+6O2↑ 浓硝酸受热或见光分解 电解硝酸银溶液 4AgNO3+2H2O =通电=4Ag↓+4HNO3+O2↑ 高铁酸钠受热分解(此反应有待考证) 氟气与水的反应 电解铝 2Al2O3=通电=4Al+3O2↑ 加热氧化铜 加热氧化汞

氧气的制作方法如下:

实验室中有三种常见的制取氧气的方法:一、氯酸钾制取氧气;二、高锰酸钾制取氧气;三、过氧化氢制取氧气(实验室中最常见的方法)。氧气,化学式O2,相对分子质量3200,无色无味气体,氧元素最常见的单质形态。熔点-2184℃,沸点-183℃。不易溶于水,1L水中溶解约30ml氧气。

氯酸钾制取氧气化学式:2KCl03==(催化剂MnO2写在横线上方)

2KCl+302(气体上升符号)优点:利用率高

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