工業(醫用)氧氣制造知識、流程以及設備
氧氣的工業制法:
一)自然界氧氣的獲得:主要是來源于綠色植物的光合作用
二氧化碳 + 水 ?葡萄糖 + 氧氣
二)工業制法(分離液態空氣法)
(1)具體過程
(2)注意:該過程是物理變化還是化學變化?
【典型例題】
例1:工業上利用分離液態空氣法制氧氣的依據是
A、氧氣與氮氣的化學性質不同????B、氧氣和氮氣在水中的溶解性不同
C、氧氣與氮氣的密度不同????D、氧氣與氮氣的沸點不同
解析:空氣是一種無色、無味的氣體,它是由多種成分混合而成的,其中氧氣和氮氣的含量較高。工業上需用大量氧氣時,就利用分離液態空氣的方法得到氧氣。氮氣和氧氣是兩種不同的物質,二者的物理性質和化學性質均不相同,在工業制氧氣時,主要利用兩者的沸點不同,采用加壓、降溫的方法使空氣液化,然后再蒸發氮氣得到大量氧氣。
答案:D
例2:將一根燃著的木條置于盛有液態空氣的敞口容器上方時,觀察到的現象是???
A、熄滅????B、燃燒得更旺? ? C、無明顯變化? D、先燃燒更旺后熄滅
解析:液氮的沸點低于液氧的沸點,液態空氣敞口放置時液態氮氣會先轉化為氣體逸散出來,而氮氣具有不燃燒,也不支持燃燒的性質,此時容器上方燃著的木條會熄滅。
答案:A
知識點2:氧氣的實驗室制法
實驗室制取氧氣的反應原理:
1、藥品:實驗室里常使用(1)過氧化氫溶液、(2)氯酸鉀、(3)高錳酸鉀等含氧物質制取氧氣。
藥品 過氧化氫 二氧化錳 氯酸鉀 高錳酸鉀 化學式 H2O2 MnO2 KClO3 KMnO4 色、態 無色、液 黑、粉末 白、固 紫黑、固 溶水性 溶(無色溶液) 不溶 溶(無色溶液) 溶(紫色溶液)
過氧化氫分解只產生氧氣、水
俗稱雙氧水,無色液體。家庭和醫院用的消毒水就是其3%的溶液,它也是一種常用的消毒劑,藥房均有售,每100mL大約1.80元。
小軍同學上體育課時不小心磕破了腿,醫生給他清洗傷口時,他發現傷口處出現了氣泡。
帶火星的木條沒有復燃。
2、催化劑(觸媒):在化學反應中,能改變其它物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有改變的物質,叫催化劑。催化劑所起的作用叫催化作用。
“一變、二不變” 改變:速率(不是產量);
改變——加快或減慢。
不變:化學性質和質量。
3、反應原理:
(1)過氧化氫水 +? 氧氣
H2O2H2O +? O2
(2)氯酸鉀氯化鉀+氧氣
KClO3KCl+O2
(3)高錳酸鉀錳酸鉀 + 二氧化錳+ 氧氣
KMnO4K2MnO4 + MnO2+ O2
如何選擇實驗室制氣裝置?
4、裝置選擇:
*發生裝置的選擇:根據反應物的狀態和所需條件
過氧化氫 高錳酸鉀(氯酸鉀) 反應物狀態 液態+固態 固態 反應條件 不需要加熱 需要加熱
以上裝置適用于:固+液或液+液,不需加熱。
以上裝置適用于給固體加熱進行反應
*收集裝置的選擇:根據氣體的密度和溶解性
密度:氧氣> 空氣????氧氣不易溶于水,也不與水發生反應。
且不與空氣中的成分反應
向上排空氣法收集????排水取氣法收集
(1)高錳酸鉀制取氧氣
注意事項:
①試管口要略微向下傾斜:防止水倒流,使試管底部破裂。
②導氣管伸入發生裝置內要稍露出橡皮塞:有利于產生的氣體排出。
③試管口塞一團棉花:防止高錳酸鉀粉末進入導氣管,污染制取的氣體和水槽中的水。
④ 排氣法收集氣體時,導氣管要伸入到接近集氣瓶底部:有利于集氣瓶內空氣排出,使收集的氣體更純。
排水法收集時,等瓶子里的水排完以后,在水面下用玻璃片蓋住瓶口。小心地把瓶子移出水槽,正放在桌子上。
⑤實驗結束后,先將導氣管移出水面,然后熄滅酒精燈:防止水槽中的水倒流,炸裂試管。
實驗步驟:
①儀器組裝:先下后上,從左到右的順序。
②氣密性檢查:將導管的一端浸入水槽中,用手緊握試管外壁,若水中的導管口有氣泡冒出,證明裝置不漏氣。松開手后,導管口出現一段水柱。
③ 裝入藥品:按粉末狀固體取用的方法(藥匙或紙槽)。試管口要放一小團棉花
④ 加熱藥品:先使試管均勻受熱,后在反應物部位用酒精燈外焰由前向后加熱。
⑤收集氣體:若用排水集氣法收集氣體,當氣泡均勻冒出時再收集
⑥檢驗及驗滿:用帶火星的木條伸入試管中,發現木條復燃,說明是氧氣;用帶火星的木條靠近集氣瓶口部,木條復燃,證明已滿。
⑦撤出導氣管后再熄滅酒精燈
⑧整理儀器
可簡單歸納為:“茶(查)、莊(裝)、定、點、收、利(離)、息(熄)”
(2)雙氧水(過氧化氫)制取氧氣
注意事項:
①分液漏斗可以用長頸漏斗代替,但其下端應該深入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出;
②導管只需略微伸入試管塞
③氣密性檢查:用止水夾關閉,打開分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持續下降,就說明氣密性良好。
④裝藥品時,先裝固體后裝液體
⑤該裝置的優點:可以控制反應的開始與結束,可以隨時添加液體。
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