一、氧氣的物理性質

1.色、味、態：通常情況下，是無色無味的氣體。

2.密度：標準狀況下，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）

4.三態變化：降溫后，氧氣可以變為淡藍色的液體，甚至淡藍色雪花狀固體。

二、氧氣的化學性質

⒈ 與非金屬的反應

⑴ 木炭（黑色固體）的燃燒

化學反應方程式：C＋O2＝CO2

實驗現象：

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

注意：做木炭燃燒實驗時，燃燒匙應慢慢從瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶內的氧氣)。

⑵ 硫粉（淡黃色）的燃燒

化學反應方程式：S＋O2＝SO2

實驗現象：

硫在空氣中燃燒，發出微弱的淡藍色火焰；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，發出明亮的藍紫色的火焰，放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。

注意：實驗時，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

化學反應方程式：4P＋5O2＝2P2O5

實驗現象：

紅磷在空氣中燃燒，發出黃白色火焰，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

⑴ 鎂帶（銀白色固體）在空氣中燃燒

化學反應方程式：2Mg＋O2＝2MgO

實驗現象：劇烈燃燒，發出耀眼的白光，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

化學反應方程式：3Fe＋4O2＝2Fe3O4

實驗現象：劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成一種黑色固體。

注意：

① 集氣瓶底部應鋪少量的細沙或加少量的水，防止生成的固體物質濺落瓶底，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——產物均為：二氧化碳和水

化學反應方程式：CH4＋2O2＝CO2＋2H2O

實驗現象：比空氣中燃燒劇烈，發出白光，集氣瓶內壁出現水珠，有使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產生。

蠟燭在空氣中燃燒的情況：燃燒產生黃色火焰，放熱，稍有黑煙。

⒋ 其他物質與氧氣的反應

某些物質在一定條件下，與氧氣發生緩慢的氧化反應，成為緩慢氧化。

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

總結：

⒈ 氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體，在一定的條件下，能與許多物質發生反應并放出大量的熱。

在這些反應中，氧氣提供氧，稱為氧化反應。氧氣是常見的氧化劑；具有氧化性。

2.物質在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要劇烈。說明物質燃燒程度，與氧氣的濃度大小成正比。

3.物質燃燒時有的有火焰，有的會發光，有的會冒煙。一般來說，氣體燃燒會有火焰產生；固體直接燃燒，產生光或者火星。生成物有固體，一般都會產生煙，即固體小顆粒；

4.物質與氧氣反應不一定是燃燒現象，如緩慢氧化。

三、氧氣的制取

㈠ 工業制法（分離液態空氣法）

⒈ 原理：利用液態氧和液態氮的沸點不同。氮氣沸點低（－196℃），氧氣沸點高（－183℃）（蒸餾）

具體過程為：空氣→(降溫降壓)液態空氣→(蒸發)液態氧(氮氣)→(蒸發)氧氣

⒉ 注意：該過程是物理變化。

㈡ 氧氣的實驗室制法（化學變化）

⒈ 雙氧水（過氧化氫）制取氧氣

⑴ 藥品：過氧化氫（H2O2）和二氧化錳（黑色粉末MnO2）

⑵ 實驗原理：

化學方程式：2H2O2＝(MnO2)2H2O＋O2↑

注：MnO2在該反應中是催化劑，起催化作用

⑶ 裝置：固體與液體反應，不需加熱。

⑷ 注意事項：

① 分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應該伸入液面以下，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；

⑸ 步驟：連、查、裝（二氧化錳）、定、倒（過氧化氫溶液）、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）：

化學方程式：2KClO3＝(MnO2 ?)2KCl＋3O2↑

注意：MnO2在該反應中是催化劑，起催化作用

② 加熱高錳酸鉀：

化學方程式：2KMnO4＝(?)K2MnO4＋MnO2＋O2↑

⑶ 裝置：加熱固體制氣體。

⑷ 操作步驟：（連）查、裝、定、點、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：將導管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中導管口有氣泡冒出，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）；

④固定裝置：固定試管時，試管口應略向下傾斜；鐵夾應夾在試管的中上部；

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，當氣泡均勻冒出時再收集，剛排出的是空氣；水排完后，應用玻璃片蓋住瓶口，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。收集時導管應伸入集氣瓶底部（為了排盡瓶內空氣）；

（用排水法收集時，導管放在集氣瓶口；）

⑦先將導管移出水面；

⑧再停止加熱。

⑸ 易錯事項：

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。藥品應平鋪在試管底部。

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 用高錳酸鉀制取氧氣時，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。

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。

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、驗滿

① 檢驗：用帶火星的木條伸入集氣瓶內，發現木條復燃，說明是氧氣；

② 驗滿：用帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃，證明已滿。

四、氧氣的用途

⒈ 供給呼吸：醫療上急救病人，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：在化學反應中能改變其他物質的反應速率（加快或變慢），但本身的化學性質和質量在反應前后沒有發生變化的物質。

⒉ 特點：兩不變（質量、化學性質）、一改變（反應速率）

注意：

① 催化劑不能改變生成物的質量，不能決定反應的進行；

② 催化劑不是反應物、也不是生成物；

③ 一種催化劑僅針對某一反應，并不是所有反應的催化劑；

④ 某一反應的催化劑可能不只一種。

⒊ 二氧化錳在一些反應中不只作催化劑，催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過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，二氧化錳的質量和化學性質不變，但質量分數變大。