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08
第讲氧气的制取
一、氧气的工业制法
工业上采用分离液态空气法制取氧气。具体做法是: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(℃)比液态氧的沸点(℃)低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下
-16-183
的主要就是液态氧了。
【要点】
1.实验室制取氧气发生了化学变化,工业制取氧气发生的是物理变化。
2.实验室制取氧气具有反应快、操作简便、便于收集等优点,但成本高,无法大量生产;而氧气的工业
制法是利用廉价、易得的空气为原料,成本低可以大量生产。
,
二、实验室制取氧气
1.反应原理和实验装置:
()分解过氧化氢溶液制取氧气(实验装置如图或所示)
1BC
过氧化氢水+氧气
()加热高锰酸钾(紫黑色固体)制取氧气(实验装置如图所示,另注:试管口需放棉花)
2A
高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
()加热氯酸钾(白色固体)制取氧气(实验装置如图所示)
3A
分解过氧化氢制取氧气的发生装置也可以使用如图所示装置,这样就可以通过调节分液漏斗的活塞
D
来控制液体的滴加速度,从而可以控制反应速率,得到比较稳定的氧气流。
2.收集方法:
(1)排水集气法:如图E(因为氧气不易溶于水)
(2)向上排空气集气法:如图F(因为氧气密度比空气大)
3.验满方法:
(1)排水集气法:当有气泡从集气瓶口冒出来,说明氧气已收集满。
(2)向上排空气集气法:把带火星的木条靠近集气瓶口,如果木条复燃,说明氧气已收集满。
4.检验方法:将带火星的小木条伸入集气瓶内,如果木条复燃,说明该瓶内气体是氧气。
5.加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤:
可归纳为“查、装、定、点、收、离、熄”,用谐音“茶庄定点收利息”来记。
(1)查:检查装置的气密性。
(2)装:把药品装入试管内,塞好带导管的橡皮塞。
(3)定:把试管固定在铁架台上,使试管口稍向下倾斜。集气瓶装满水,倒扣在水槽中。
(4)点:点燃酒精灯,均匀预热后再集中在药品部位加热。
(5)收:导管口有连续气泡产生时再收集氧气。
(6)离:实验结束,先将导气管从水槽中取出。
(7)熄:最后熄灭酒精灯。
【要点】
1.实验室(高锰酸钾加热)制取氧气应注意的事项
(1)药品要平铺在试管底部,使其均匀受热。
(2)铁夹要夹在距离试管口1/3处。
(3)试管内的导管稍伸出胶塞即可,便于气体导出。
(4)试管口应略向下倾斜,防止加热时产生的冷凝水倒流,使试管受热不均匀而炸裂。
(5)试管口处要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管。
(6)加热前导管不能伸入集气瓶口内,当导管口产生连续气泡时才能开始收集,因开始排出的气体含有
装置内的空气。
(7)收集完毕,先将导管移出水面,然后再熄灭酒精灯,防止水沿导管倒流入热的试管中而使试管炸裂。
(8)盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片,正放,因为氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。
2.制取气体时反应装置的选择
气体的反应装置包括发生装置和收集装置两部分:
(1)发生装置的选择:选择的依据是反应物的状态和反应条件(如下图所示)。
①固体反应物加热制取气体(如高锰酸钾制氧气):固体+固体(加热型);
②液体反应物不加热制取气体(如过氧化氢制氧气):固体+液体(不加热型)。
(2)收集装置的选择:选择的依据是气体的密度和溶解性。
①当气体不与水反应且难溶于水或不易溶于水时(如氧气),采用排水法收集(如下图丙所示);
②当气体不与空气中的成分反应且密度大于空气(如氧气),采用向上排空气法收集(如下图甲所示);
③当气体不与空气中的成分反应且密
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