《制取氧气》课件

制取氧气氧气是生命之源，也是重要的工业原料。本课件将介绍氧气的制取方法，并探讨其应用。课程简介课程目标学习氧气的制备方法，了解氧气的性质和用途。课程内容介绍氧气的化学性质，重点讲解氧气的制备方法，包括实验室制法和工业制法。课程重点掌握常见的氧气制备方法，并了解其优缺点，以及安全操作注意事项。课程难点理解氧气的性质和用途，以及各种制备方法的原理和操作细节。氧气的化学性质助燃性氧气是一种重要的助燃剂，能与许多物质发生氧化反应，释放热量，产生火焰，例如燃烧。氧化性氧气能与许多金属和非金属发生反应，生成氧化物，例如铁在氧气中燃烧生成氧化铁，俗称生锈。与水反应氧气在一定条件下可以与水反应，生成过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，可以用来消毒杀菌。氧气的重要性生命必需氧气是所有生物生存的必要条件。人、动物、植物都无法离开氧气而生存。氧气参与呼吸作用，为生命活动提供能量。燃烧助燃氧气是燃烧的必要条件之一，没有氧气，燃烧就无法进行。工业生产和生活中，氧气用于冶炼金属、焊接切割等。制取氧气的常见方法11.化学反应法例如，利用过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解制取氧气。22.电解水法通过电解水将水分子分解为氢气和氧气。33.分离空气法利用空气中各成分的沸点不同，通过分馏的方法分离出氧气。44.光合作用法植物在光照条件下利用二氧化碳和水进行光合作用，生成氧气。1.通过电解水制取氧气1电解水的装置电解水需要一个简单的装置，包含一个电解槽、两个电极和电源。2反应过程当电流通过时，水被分解成氢气和氧气。3化学反应电解水的化学反应方程式为：2H2O→2H2+O2。电解水反应过程分析1电流通过电解池中，电流通过电极2水分子分解水分子在电极表面分解成氢离子和氢氧根离子3气体生成氢离子在阴极得电子生成氢气，氢氧根离子在阳极失电子生成氧气4收集气体氢气和氧气分别从电解池的两个电极逸出，并被收集起来电解水的过程是一个电化学反应，在这个过程中，电流通过电极，促使水分子分解，生成氢气和氧气。这个过程可以通过以下步骤来理解：电解水制取氧气的优缺点优点纯度高操作简单安全环保缺点效率低成本高需要专业设备2.通过化学反应制取氧气1加热分解常见方法包括加热高锰酸钾、氯酸钾或过氧化氢。2催化剂二氧化锰可以催化过氧化氢分解反应。3收集氧气可用排水法或向上排空气法收集氧气。化学反应制取氧气是实验室中常用的方法。常见化学反应制取氧气加热高锰酸钾加热高锰酸钾固体，可以产生氧气。这个反应是初中化学中最常见的制取氧气方法之一。紫色固体加热后会变为黑色固体，同时会产生一种无色无味的气体，这就是氧气。加热氯酸钾加热氯酸钾固体，并加入少量二氧化锰作为催化剂，可以加速反应速度，制取更多的氧气。这个方法比加热高锰酸钾制取氧气更快，但需要加入二氧化锰，反应后需要分离出氯化钾，操作步骤较多。过氧化氢分解过氧化氢在二氧化锰催化剂的作用下，会迅速分解生成水和氧气。这个方法操作简单，反应速度快，不需要加热，适合实验室制取少量氧气。化学反应制取氧气的优缺点优点操作简单易行设备要求不高成本相对较低缺点制取氧气纯度较低反应速度受温度影响安全性需要注意3.通过分馏空气制取氧气分离空气首先，将空气压缩并冷却至液态，利用空气中各组分的沸点不同进行分离。分馏过程液态空气进入分馏塔，不同组分在不同温度下蒸发，从而实现分离，其中氮气沸点最低，首先蒸发。收集氧气通过控制温度和压力，收集高纯度的液态氧气，可进一步蒸发得到气态氧气。空气的成分气体体积分数特点氮气78.09%无色无味，不易溶于水，化学性质不活泼氧气20.95%无色无味，不易溶于水，化学性质比较活泼二氧化碳0.03%无色无味，微溶于水，能与水反应生成碳酸稀有气体0.93%包括氦、氖、氩、氪、氙等，化学性质很不活泼空气中的成分以氮气为主，其次是氧气，此外还含有少量二氧化碳、稀有气体等。分馏空气制取氧气的原理1液化空气利用空气中各气体沸点不同2分馏将液态空气进行分离3氧气收集沸点最高的氧气空气是由多种气体混合而成，这些气体的沸点不同。通过降低温度，使空气液化，再利用各气体沸点差异，将液态空气进行分馏，即可得到氧气。分馏空气制取氧气的优缺点优点分馏空气制取氧气操作简单，成本较低，可获得高纯度的氧气，广泛应用于工业生产和医疗领域。缺点分馏空气制取氧气需要大型设备，且对设备要求较高，耗能大，存在安全隐患，需要专业人员操作。4.通过光合作用制取氧气植物的光合作用植物利用阳光、二氧化碳和水，在叶绿体的作用下，合成有机物（主要是葡萄糖），并释放氧气。反应过程光合作用分为光反应和暗反应两个阶段，光反应在光照下进行，暗反应在有光或无光条件下均可进行。氧气的产生光反应阶段，水被分解，释放出氧气，这也是植物释放氧气的主要来源。氧气的重要性植物的光合作用为地球提供了大部分氧气，维持了地球生物的生存。光合作用的反应过程1光能吸收叶绿素吸收光能2水的光解水分子分解成氢离子和氧气3二氧化碳固定二氧化碳与氢离子结合形成糖类4氧气释放氧气被释放到大气中光合作用是一个复杂的化学反应过程，需要多种酶和辅酶的参与。光合作用是地球上所有生物赖以生存的基础，它为地球提供了氧气和食物。光合作用制取氧气的优缺点可持续性光合作用是一种自然过程，不产生污染，可持续生产氧气，对环境友好。自然循环光合作用是地球生态系统的重要组成部分，维持着氧气和二氧化碳的平衡。能源利用光合作用利用太阳能，将二氧化碳和水转化为有机物，提供能量来源。效率限制光合作用的效率受到多种因素的影响，例如光照、温度和水分。氧气的应用领域1医疗应用氧气是医疗领域不可或缺的一部分，用于治疗呼吸系统疾病，例如肺炎、哮喘和慢性阻塞性肺病。2工业应用氧气是许多工业过程的必要元素，包括金属焊接、切割、冶炼和化学合成。3日常生活应用氧气在日常生活中有广泛的应用，例如潜水、航空和医疗保健，以及食品加工和水处理。医疗应用呼吸治疗氧气疗法可以帮助患有呼吸系统疾病的病人改善呼吸功能，例如慢性阻塞性肺病、肺炎和哮喘。手术辅助在手术过程中，氧气可以帮助维持患者的氧气供应，防止缺氧，并有助于手术后的恢复。急救在紧急情况下，氧气可以帮助恢复意识、缓解心肌梗塞和中风等急症。高压氧治疗高压氧治疗可以帮助治疗一些难治性疾病，例如减压病、一氧化碳中毒和某些感染。工业应用冶金氧气是钢铁制造的重要原料，用于炼钢和炼铁，提高金属的纯度和性能。化工氧气是多种化学合成反应的氧化剂，广泛应用于化工生产中。焊接氧气和乙炔混合燃烧产生高温火焰，用于金属焊接和切割。日常生活应用潜水氧气瓶提供潜水所需氧气，帮助潜水员在水下呼吸。医疗保健氧气用于治疗呼吸系统疾病和改善患者的呼吸状况。航空航天作为火箭推进剂的氧化剂，氧气是航空航天领域的重要组成部分。工业生产氧气用于焊接和切割金属，提高生产效率。氧气制取安全注意事项谨慎操作氧气具有助燃性，应远离明火和热源。操作过程中要避免摩擦或撞击，防止产生静电火花。使用合适的实验器材，确保气密性，防止氧气泄漏。防护措施在制取氧气的过程中，要佩戴防护眼镜和手套，避免氧气对眼睛和皮肤造成伤害。保持实验室通风良好，避免氧气浓度过高，造成窒息。氧气储存和运输高压钢瓶储存氧气通常储存在高压钢瓶中。钢瓶需定期检查，确保安全。低温液态储存液态氧气可在低温容器中储存，体积更小，易于运输。运输安全氧气运输需注意防晒、防热、防撞击，避免发生安全事故。实验操作安全注意事项安全第一实验操作安全重于一切，确保人身安全是首要任务。严格遵守实验操作规范，防止意外发生，确保实验顺利进行。注意安全在实验过程中，要戴好防护眼镜、手套等防护用品，避免化学物质接触皮肤和眼睛。要确保通风良好，避免吸入有毒气体。规范操作实验操作要规范，严格按照实验步骤进行，避免操作失误造成安全事故。要熟悉仪器的使用方法和注意事项，确保安全操作。实践环节