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氧气的实验室制法简介-氯酸钾制取氧气的化学方程式

科普小知识2021-07-22 03:23:03
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氧的元素符号是氧,它的原子量是16。氧的分子式是O2,氧的分子量是32。实验室里氧气是如何产生的?让我们分享实验室制氧的方法。

氧的物理性质,氧是最常见的一种气体,在地球上无处不在,也是人类生存的重要物质,氧是一种无色、无味、无嗅的气体,氧比空气稍重,在0摄氏度和1个大气压下,1升氧重1.429克(1升空气重1.293克)。当增加压力和降低温度时,氧气也可能变成液体甚至固体。液氧是一种浅蓝色液体,在摄氏183度沸腾,在摄氏219度凝结成浅蓝色固体。

氧气很难溶解在水中。在20摄氏度和1个大气压下,1升水只能溶解0.03升氧气。水中的这些溶解氧在维持水生动物的生命中起着重要的作用。

氧气实验室制备简介

实验室制氧时,实验室中的氧气提取一般是以含氧化合物为原料,这些含氧化合物,必须具备一些条件:

首先,这种含氧化合物相对不稳定,加热时更容易分解和释放氧气。

第二,这种含氧化合物中氧的百分比相对较高,可以分解并释放更多的氧。

实验室中最常用的满足这两个条件的含氧化合物是氯酸钾(分子式为氯化钾)。氯酸钾中氧的百分比相对较高(高达约40%),并且它可以在低温下分解和释放氧。

氯酸钾制氧的方法是:先将固体氯酸钾放入试管中,然后加热。很快,氯酸钾固体将开始熔化(氯酸钾的熔点是357摄氏度),但此时它不会分解和释放氧气。当它被加热到大约400摄氏度时,氧气泡将从熔融的氯酸钾中慢慢释放出来。这时,如果将一块带有余烬的木头放在喷嘴处,木头就会燃烧。该反应可由下式表示:

氯酸钾分解的化学方程式

2KCl O3 = = 2KCl+3o 2←

作为催化剂,二氧化锰写在等号上方,加热符号(δ)写在等号下方,这是反应条件。

这是一个分解反应,一种物质变成两种新物质(氯化钾和氧气)。氯酸钾中的氧处于化合状态。当它分解时,会转化成游离氧。

如果向熔融的氯酸钾中加入少量黑色二氧化锰粉末,氯酸钾将迅速分解,并释放大量氧气。

在实验室氧气的实际生产中,我们预先将适量的二氧化锰混入氯酸钾粉末中,这样我们就可以在200摄氏度左右获得大量的氧气,而不用加热到氯化钾的熔化温度。

反应完成后,实验证明二氧化锰的重量没有减少,也就是说,二氧化锰在反应过程中没有消耗。因此,可以看出所获得的氧气仍然是由氯酸钾而不是二氧化锰分解的。由此可见,在氯酸钾分解的化学反应中,二氧化锰只起到加速氯酸钾分解速率的作用,使氯酸钾在低温下迅速分解。

在化学反应中,一种物质只改变其他物质的反应速度,但它自身的重量在反应后不变。对于这个反应,这种物质被称为催化剂。催化剂的作用叫做催化作用。二氧化锰在氯酸钾分解反应中的作用是催化作用。

氯酸钾分解释放的氧气通常通过“排水集气法”收集在集气罐中。