一、氧氣的物理性質(zhì)

1.色、味、態(tài)：通常情況下，是無(wú)色無(wú)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。（可用向上排空法）

3.溶解性：氧氣不易溶于水。（可用排水法收集）

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。

二、氧氣的化學(xué)性質(zhì)

⒈ 與非金屬的反應(yīng)

⑴ 木炭（黑色固體）的燃燒

化學(xué)反應(yīng)方程式：C＋O2＝CO2

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

木炭在氧氣中，劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成一種無(wú)色無(wú)味氣體，該氣體能使澄清石灰水變渾濁。

注意：做木炭燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí)，燃燒匙應(yīng)慢慢從瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶?jī)?nèi)的氧氣)。

⑵ 硫粉（淡黃色）的燃燒

化學(xué)反應(yīng)方程式：S＋O2＝SO2

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

硫在空氣中燃燒，發(fā)出微弱的淡藍(lán)色火焰；放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。

硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色的火焰，放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。

注意：實(shí)驗(yàn)時(shí)，要在瓶底裝少量水吸收二氧化硫，防止污染空氣。

⑶ 紅磷（暗紅色固體）的燃燒

化學(xué)反應(yīng)方程式：4P＋5O2＝2P2O5

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

紅磷在空氣中燃燒，發(fā)出黃白色火焰，放出熱量，生成大量白煙。

紅磷在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，放出熱量，生成大量的白煙。

注意：五氧化二磷（P2O5）是固體，不是氣體

⒉ 與金屬的反應(yīng)

⑴ 鎂帶（銀白色固體）在空氣中燃燒

化學(xué)反應(yīng)方程式：2Mg＋O2＝2MgO

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色粉末狀固體。

⑵ 鐵絲（銀白色固體）在氧氣中燃燒

化學(xué)反應(yīng)方程式：3Fe＋4O2＝2Fe3O4

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色固體。

注意：

① 集氣瓶底部應(yīng)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。

② 鐵絲在空氣中不能燃燒。

⒊ 與某些化合物（蠟燭、甲烷）的反應(yīng)——產(chǎn)物均為：二氧化碳和水

化學(xué)反應(yīng)方程式：CH4＋2O2＝CO2＋2H2O

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(wú)色無(wú)味氣體產(chǎn)生。

蠟燭在空氣中燃燒的情況：燃燒產(chǎn)生黃色火焰，放熱，稍有黑煙。

⒋ 其他物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)

某些物質(zhì)在一定條件下，與氧氣發(fā)生緩慢的氧化反應(yīng)，成為緩慢氧化。

緩慢氧化也放熱。如：動(dòng)植物新陳代謝、金屬的銹蝕、食物的腐爛、酒醋的釀造、農(nóng)家肥的腐熟等等。

總結(jié)：

⒈ 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)并放出大量的熱。

在這些反應(yīng)中，氧氣提供氧，稱為氧化反應(yīng)。氧氣是常見(jiàn)的氧化劑；具有氧化性。

2.物質(zhì)在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要?jiǎng)×?。說(shuō)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(lái)說(shuō)，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。

三、氧氣的制取

㈠ 工業(yè)制法（分離液態(tài)空氣法）

⒈ 原理：利用液態(tài)氧和液態(tài)氮的沸點(diǎn)不同。氮?dú)夥悬c(diǎn)低（－196℃），氧氣沸點(diǎn)高（－183℃）（蒸餾）

具體過(guò)程為：空氣→(降溫降壓)液態(tài)空氣→(蒸發(fā))液態(tài)氧(氮?dú)?→(蒸發(fā))氧氣

⒉ 注意：該過(guò)程是物理變化。

㈡ 氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法（化學(xué)變化）

⒈ 雙氧水（過(guò)氧化氫）制取氧氣

⑴ 藥品：過(guò)氧化氫（H2O2）和二氧化錳（黑色粉末MnO2）

⑵ 實(shí)驗(yàn)原理：

化學(xué)方程式：2H2O2＝(MnO2)2H2O＋O2↑

注：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用

⑶ 裝置：固體與液體反應(yīng)，不需加熱。

⑷ 注意事項(xiàng)：

① 分液漏斗可以用長(zhǎng)頸漏斗代替，但其下端應(yīng)該伸入液面以下，防止生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗中逸出；

② 導(dǎo)管只需略微伸入試管塞；

③ 氣密性檢查：用止水夾關(guān)閉，打開(kāi)分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續(xù)下降，就說(shuō)明氣密性良好；

④ 裝藥品時(shí)，先裝固體后裝液體；

⑤ 該裝置的優(yōu)點(diǎn)：可以控制反應(yīng)的開(kāi)始與結(jié)束，可以隨時(shí)添加液體；

⑸ 步驟：連、查、裝（二氧化錳）、定、倒（過(guò)氧化氫溶液）、收。

⒉ 用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣

⑴ 藥品：高錳酸鉀（暗紫色固體）、氯酸鉀（白色固體）與二氧化錳（黑色粉末）

⑵ 原理：

① 加熱氯酸鉀（有少量的二氧化錳）：

化學(xué)方程式：2KClO3＝(MnO2 ?)2KCl＋3O2↑

注意：MnO2在該反應(yīng)中是催化劑，起催化作用

② 加熱高錳酸鉀：

化學(xué)方程式：2KMnO4＝(?)K2MnO4＋MnO2＋O2↑

⑶ 裝置：加熱固體制氣體。

⑷ 操作步驟：（連）查、裝、定、點(diǎn)、收、離、熄。

① 連接裝置：先下后上，從左到右的順序；

② 檢查裝置的氣密性：將導(dǎo)管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中導(dǎo)管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開(kāi)手后，導(dǎo)管口出現(xiàn)一段水柱；

③ 裝入藥品：按粉末狀固體取用的方法（藥匙或紙槽）；

④固定裝置：固定試管時(shí)，試管口應(yīng)略向下傾斜；鐵夾應(yīng)夾在試管的中上部；

⑤加熱藥品：先使試管均勻受熱，后在反應(yīng)物部位用酒精燈外焰由前向后加熱；

⑥收集氣體：

ⅰ若用排水集氣法收集氣體，當(dāng)氣泡均勻冒出時(shí)再收集，剛排出的是空氣；水排完后，應(yīng)用玻璃片蓋住瓶口，小心地移出水槽，正放在桌面上(密度比空氣大)（防止氣體逸出）；

ⅱ用向上排空法。收集時(shí)導(dǎo)管應(yīng)伸入集氣瓶底部（為了排盡瓶?jī)?nèi)空氣）；

（用排水法收集時(shí)，導(dǎo)管放在集氣瓶口；）

⑦先將導(dǎo)管移出水面；

⑧再停止加熱。

⑸ 易錯(cuò)事項(xiàng)：

① 試管口要略微向下傾斜：防止生成的水回流，使試管底部破裂。藥品應(yīng)平鋪在試管底部。

② 導(dǎo)氣管伸入發(fā)生裝置內(nèi)要稍露出橡皮塞：有利于產(chǎn)生的氣體排出。

③ 用高錳酸鉀制取氧氣時(shí)，試管口塞一團(tuán)棉花：防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。

④ 排氣法收集氣體時(shí)，導(dǎo)氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶?jī)?nèi)空氣排出，使收集的氣體更純。

⑤ 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先將導(dǎo)氣管移出水面，然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。

⑹ 收集方法：

① 排水法（不易溶于水）；

② 向上排空法（密度比空氣大）。

⑺ 檢驗(yàn)、驗(yàn)滿

① 檢驗(yàn)：用帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃，說(shuō)明是氧氣；

② 驗(yàn)滿：用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復(fù)燃，證明已滿。

四、氧氣的用途

⒈ 供給呼吸：醫(yī)療上急救病人，登山、潛水、航空、宇航提供呼吸；

⒉ 支持燃燒：煉鋼、氣焊與氣接、液氧炸彈、火箭助燃劑。

五、催化劑

⒈ 概念：在化學(xué)反應(yīng)中能改變其他物質(zhì)的反應(yīng)速率（加快或變慢），但本身的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)。

⒉ 特點(diǎn)：兩不變（質(zhì)量、化學(xué)性質(zhì)）、一改變（反應(yīng)速率）

注意：

① 催化劑不能改變生成物的質(zhì)量，不能決定反應(yīng)的進(jìn)行；

② 催化劑不是反應(yīng)物、也不是生成物；

③ 一種催化劑僅針對(duì)某一反應(yīng)，并不是所有反應(yīng)的催化劑；

④ 某一反應(yīng)的催化劑可能不只一種。

⒊ 二氧化錳在一些反應(yīng)中不只作催化劑，催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過(guò)氧化氫溶液制取氧氣中，催化劑可以用硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉末)。在氯酸鉀制取氧氣中，二氧化錳的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大。