内容正文:
2-2 氧气
1.氧气的物理性质
物质
色、态、味
密度
溶解性
氧气(O2)
无色、无味气体
比空气略大
不易溶于水
2.氧气的化学性质
氧气是一种化学性质比较活泼的气体,具有氧化性。在点燃的条件下能与木炭、硫、铁等物质发生反应,同时放出热量。
注意:①氧气可以帮助可燃物燃烧(或支持燃烧),具有助燃性,与可燃性有本质区别。
②“剂”是一种发生某种变化的作用物质,如氧气具有氧化性,是常用的氧化剂,氧气可以提供氧从而把别的物质氧化的性质是氧气的氧化性,具有氧化性的物质可用作氧化剂。
(1)氧气与几种常见物质反应的比较表
反应装置图
反应现象
化学方程式
注意事项
在空气中
在氧气中
剧烈燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成刺激性气味的气体,放出热量
剧烈燃烧,发出明亮的蓝紫色的火焰,生成刺激性气味的气体,放出热量
S+O2SO2
硫的用量不要过多;实验应在通风橱中进行;实验前应在瓶底放少量水或碱溶液,用来吸收生成的气体,以减少空气污染
红热,生成时澄清石灰水变浑浊的气体
发出白光,生成时澄清石灰水变浑浊的气体
C+O2CO2
夹持木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中
剧烈燃烧,产生大量白烟
比在空气中更加剧烈
4P+5O22P2O5
此反应生成的是固体的小颗粒,现象应描述为白烟,而不是白雾(指小液滴)
产生淡蓝色火焰,烧杯璧上有水珠
比在空气中更加剧烈
2H2+O22H2O
剧烈燃烧,发出耀眼的强光,生成白色固体
比在空气中更加剧烈
2Mg+O22MgO
不能手持镁条,应用坩埚钳夹持,用石棉网承接燃烧的生成物
不燃烧(发出红光)
剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量热
3Fe+2O2Fe3O4
细铁丝应绕成螺旋状,以增大铁丝与氧气的接触面积;在铁丝的末端系一根火柴以引燃铁丝;集气瓶底要预先留少量水或细沙,防止高温熔化物溅落到瓶底使瓶底受热不均而炸裂
加热,红色固体变为黑色
反应速率更快
2Cu+O22CuO
燃烧,发出黄色火焰,火焰分层,放出热量,稍有黑烟,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
燃烧,发出白光,放出热量,瓶壁上有水雾出现,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
石蜡+氧气二氧化碳+水
集气瓶要干燥,且用向上排空气法收集氧气,用排水法收集氧气无法证明蜡烛燃烧有水生成
(2)某些化合物与氧气反应的化学方程式
2CO+O22CO2
C2H5OH+ O22CO2+3H2O
CH4+ 2O2CO2+2H2O
3.氧气的用途
氧气具有非常广泛的用途,主要是供给呼吸,支持燃烧和反应放热三个方面:
(1)供给呼吸:一般情况下,呼吸只需要空气即可。但在缺氧、低氧或无氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时,常需使用氧气。
(2)支持燃烧:一般情况下,燃烧只需空气即可。但在某些需要高温、快速燃烧等特殊要求时,例如鼓风炼铁、转炉炼钢(C+O2CO2 炼钢实际上是用富氧降低钢中碳元素的含量,与炼铁的原理是不同的)等,则需使用富氧空气或氧气。
(3)反应放热:氧化反应特别是燃烧反应时,放出的大量热可被利用。例如燃煤取暖、火力发电;工业上利用乙炔(C2H2)在氧气里燃烧时产生的氧炔焰来焊接或切割金属,氧炔焰能产生3000℃以上的高温。人们还利用液态氧浸渍木屑、木炭粉等多孔物质制成液氧炸药,用于开山凿石、挖沟采矿等露天工程爆破。此外,氧气(空气)也是生产硫酸、硝酸等化工产品的原料。
4.化学变化类别
化合反应:(基本反应类型之一)
A.定义:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。
B.特点:有多变一
C.表达式:A+B+……→C
氧化反应:(不是基本反应类型)
A.定义:物质与氧的反应。氧气是氧化剂,具有氧化性。
B.分类:
①剧烈氧化:
a.燃烧:可燃物与氧气发生的发光发热的剧烈氧化反应。
b.爆炸:可燃物在有限空间内急剧燃烧,在极短时间内,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高zhi压的化学反应或状态变化,同时破坏性极强。
②缓慢氧化:进行缓慢的氧化反应,不易被察觉,放热但不发光。如:食物的腐烂、动植物的呼吸、酒和醋的酿造(发酵过程)、农家肥的腐熟、金属锈蚀等。(燃烧是剧烈的氧化反应)
1.燃烧实验中集气瓶内水的作用
(1)硫燃烧实验:硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫具有刺激性,是有害气体之一,集气瓶中少量水的作用是吸收二氧化硫气体,防止生成的二氧化硫对空气造成污染,此时不能用细沙代替水。
(2)铁丝燃烧实验:铁丝在氧气中剧烈燃烧,放出大量的热,生成高温熔融物,如果直接溅落到瓶底,会使瓶底炸裂,因此集气瓶中水的作用是防止高温熔融物炸裂集气瓶底,此