實驗室制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)原理_第1頁
實驗室制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)原理_第2頁
實驗室制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)原理_第3頁
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文檔簡介

1、文字表達(dá)式為 _高錳酸鉀-加熱-錳酸鉀+二氧化錳+氧氣_. 3。實驗室還能采用加熱 氯酸鉀 _和二氧化錳_的混合物的方法來制取氧氣,其文字表達(dá)式為_氯酸鉀-二氧化錳 加熱-氯化鉀+氧氣排水法適合不溶于水的氣體,向上排氣法適合比空氣重的氣體就是相對分子質(zhì)量大于29的氣體,氧氣32可以,廣口瓶正放,導(dǎo)管伸入到瓶底,因為收集氣體比空氣重,就將空氣 擠了出來,向下排氣法適合比空氣輕的氣體,如氫氣,氨氣,廣口瓶倒放導(dǎo)管伸入瓶底.氧氣的收集可以用向上排氣法和排水法過氧化氫加熱可以產(chǎn)生氧氣,但實驗室一般不用,因為會產(chǎn)生大量水蒸氣,實驗室制氧氣用加熱高錳酸鉀產(chǎn)生錳酸鉀.氯化錳和氧氣,因為不會產(chǎn)生雜質(zhì)氣體.實驗

2、室還可以加熱氯酸鉀和二氧化錳二氧化錳作催化劑產(chǎn)生氯化鉀和氧氣.工業(yè)上利用空氣降壓法空氣中有百分之八十是氮氣,有百分之二十是氧氣,利用二 者沸點不同高中教材說潛艇中有利用過氧化鈉和人呼出的二氧化碳來制取氧氣的排水集氣法制取的氧氣純度比排氣法要高的多。分解過氧化氫這個本錢太高,而且在加熱分解過程中會有水蒸氣產(chǎn)生,高錳酸鉀由于是固體,參加催化劑二氧化錳很容易分解制得氧氣。注:用加熱高錳酸鉀制取氧氣時,用排水法收集氧氣是,加熱高錳酸鉀的試管口應(yīng)朝下傾斜一定 角度,防止將水倒吸至試管內(nèi)造成試管爆裂。查-檢查裝置的氣密性裝-裝藥品定-把試管固定到鐵架臺上點-點燃酒精燈加熱先預(yù)熱,注意:一定要讓試管均勻受熱

3、,否那么會因冷熱不均炸裂試管收一收集氣體用排水法。當(dāng)時,開始收集。離-把導(dǎo)氣管從水槽中移出,離開水面。用排水法收集時氣體收集滿的標(biāo)志是 熄-熄滅酒精燈 催化劑又稱觸媒,在初中階段的定義是能改變化學(xué)反響速率, 而本身的質(zhì)量、組成和化學(xué)性 質(zhì)在參加化學(xué)反響前后保持不變的物質(zhì)。 例如二氧化錳可以作為過氧化氫 雙氧水分解的 催化劑。催化劑分為和正催化劑逆催化劑, 正催化劑有助于反響向正方向移動, 逆催化劑有 助于反響向逆方向移動?;戏错懼傅氖怯蓛煞N或兩種以上的物質(zhì)生成一種新物質(zhì)的反響。根據(jù)這一定義,初中化學(xué)里所接觸到的化合反響有如下一些情況。由一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上其它的物質(zhì)的反響叫分解反響。簡

4、稱一分為二,表示為 AB =A十B。只有化合物才能發(fā)生分解反響。物質(zhì)失電子的作用叫氧化反響; 得電子的作用叫復(fù)原。狹義的氧化指物質(zhì)與氧化合;復(fù)原指 物質(zhì)失去氧的作用。 氧化時氧化值升高; 復(fù)原時氧化值降低。 氧化、復(fù)原都指反響物分子、 離子或原子。金屬活動順序金屬活動順序,就是指金屬的活潑程度而已,代表了金屬的反響活性。至于反響的難易程度就屬于應(yīng)用。在金屬活動順序表中, 一般位置越后的金屬, 金屬性越弱,原子的復(fù)原性越弱。位置越前的金屬,金屬性越強,原子的復(fù)原性越強。初中鉀鈣鈉鎂鋁、鋅鐵錫鉛(氫)、銅汞銀鉑金。K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt

5、Au高中鉀鋇鈣鈉鎂鋁錳鋅、鉻鐵鎳、錫鉛(氫)、銅汞銀鉑金。K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動順序表常有如下應(yīng)用1、判斷金屬與酸反響情況1丨在氫以前的金屬 KtPb丨能置換出非氧化性酸中的氫生成氫氣,且從左 到右由易到難,Kt Na會爆炸。2丨氫以前的金屬與氧化性酸如濃H2SO4、HN03丨反響,但無氫氣生成,反響的難易及產(chǎn)物與金屬活動性、酸的濃度、溫度等因素有關(guān)。 Fe、Al在冷的濃 H2SO4、濃HNO3中鈍化,加熱或稀HNO3可充分反響。 Zn與HNO3反響時,HNO3濃度由濃變稀可分別生成NO2、NO、

6、N2O、N2、NH4NO3。 氫以后的金屬 Cu tAg與非氧化性酸不反響,但與氧化性酸反響,與硝酸反響時,濃硝酸一般生成NO2,稀硝酸生成 NO。 氫以后的 Pt t Au與氧化性酸也不反響,只能溶于王水。2、判斷金屬與水反響情況1Kt Na ,遇冷水劇烈反響,且易發(fā)生爆炸。2Mg、Al在冷水中反響很慢,在沸水中可反響。3Zn t Pb在冷水中不反響,但在加熱條件下可與水蒸氣反響。女口: 3Fe+4H2O氣Fe3O4+4H23、判斷金屬元素在自然界的存在狀況1KtPb在自然界中只有化合態(tài)。2Cu t Au在自然界中既有化合態(tài),又有游離態(tài)。只是Pt Au大多已游離態(tài)存在4、判斷金屬單質(zhì)的冶煉方

7、法1K t Al用電解法,如:2Al2O3 熔融4Al+3O2 f特例:Na+KCI NaCl+K f2Zn f Cu用熱復(fù)原法,常見的復(fù)原劑為:C、CO、H2或Al等。如:3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 ; 2AI+Cr2O3=2Cr+AI2O3鋁熱反響,冶煉難熔金屬特例:濕法煉銅:Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu ,電解精煉銅2CuSO4+2H2O=2Cu+2H2SO4+O2 f(3 ) Hg f Ag 用熱分解法,如 2HgO=2Hg+O2 f(4 ) 4Pt f Au用物理方法:如用浮洗法進行沙里淘金。5、判斷氫氧化物的溶解性、堿性強弱金屬性越強,其對應(yīng)氫氧化物的堿性越強。

8、(1 ) Kf Na對應(yīng)的氫氧化物為可溶性強堿CaOH2微溶。2Mg f Cu對應(yīng)的氫氧化物為難溶性弱堿AlOH3、ZnOH2為兩性氫氧化物。3Hg f Au對應(yīng)的氫氧化物不存在或不穩(wěn)定、易分解。6、判斷氫氧化物的熱穩(wěn)定性1Kf Na對應(yīng)的氫氧化物不易分解。2Fe OH3=Fe2O3 +3H2O。Cu OH2=CuO+H2O 。2AgOH = Ag2O+H2O 。2Mg f Fe對應(yīng)的氫氧化物加熱可分解。如3Sn f Cu對應(yīng)的氫氧化物微熱即分解。如4Hg f Ag對應(yīng)的氫氧化物常溫即易分解,如5Pt f Au 一般無對應(yīng)的氫氧化物。7、判斷金屬單質(zhì)與氧氣反響情況1Kf Na在常溫下易被氧氣氧

9、化,加熱時燃燒。Na在O2中燃燒生成 Na2O2 ,K與O2可生成 KO2。2Mg f Fe在常溫下可緩慢氧化生成一層致密而鞏固的氧化物保護膜,高溫 時易燃燒。3Sn f Pb在通常條件下,Pb可生成氧化膜,而Sn不能。高溫時在氧氣中燃燒。4Cu f Ag在咼溫時與氧氣化合。5Pt f Au與氧氣不反響,但存在氧化物,如有PtO2。其他應(yīng)用8、判斷金屬原子復(fù)原性、陽離子氧化性強弱1K f Au金屬原子復(fù)原性逐漸減弱。2K+ f Ag+金屬離子氧化性逐漸增強。Fe3+氧化性較強9、判斷原電池的電極和電極反響式相對活潑的金屬為原電池的負(fù)極,失去電子發(fā)生氧化反響,被腐蝕。如Cu-Zn原電池稀硫酸作電

10、解質(zhì)溶液電極反響式為:Zn 為負(fù)極:Zn 2e =Zn2+Cu 為正極:2H+2e =H2 f10、判斷電解時陽離子的放電順序陽離子放電強弱順序與金屬活動順序表相反,即由強到弱的順序為:Ag+>Fe3+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>S n2+>Fe2+>Z n2+>AI3+>Mg2+>Na+-4->Ca2+>K o11、判斷金屬離子的水解情況12、1KtMg的金屬陽離子不水解。Fe3+3H2O=Fe13、2Al t Ag的金屬陽離子可水解,且水解程度逐漸增強。如OH3+3H+。14、判斷硝酸鹽熱分解(1 )

11、Kt Na活潑金屬的硝酸鹽分解生成亞硝酸鹽和氧氣。(2 ) Mg t Cu等較活潑金屬的硝酸鹽分解生成氧化物、N02和02。(3 ) Hg以后不活潑金屬的硝酸鹽分解生成金屬、N02和02。15、碳酸、酸式碳酸鹽、碳酸鹽的熱穩(wěn)定性一般說,碳酸的熱穩(wěn)定性比碳酸氫鹽小,碳酸氫鹽的熱穩(wěn)定性比相應(yīng)的碳酸鹽 小。不同陽離子的碳酸鹽或酸式碳酸鹽的熱穩(wěn)定性也不同。例如碳酸水溶液稍微加熱 就分解,碳酸氫鈉在150 C左右分解,而碳酸鈉加熱至850 C以上才分解成氧化鈉和二氧化碳。以上各類物質(zhì)的熱穩(wěn)定性規(guī)律可以用陽離子對碳酸根離子的反極化作用來解釋。CO32-離子為一等邊三角形,碳原子在中間,鍵角/O C O為1

12、20 °在無外電場的情況下,三個氧原子被正四價的碳極化,形成偶極。當(dāng)陽離子靠近某一 個氧原子時,陽離子產(chǎn)生的外加電場使這個氧原子產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極方向恰好與這個氧 原子原有的偶極方向相反,這個作用叫做反極化。反極化作用使這個氧原子與碳原子 之間的鍵被削弱,甚至使 CO22-離子完全分解為CO2和O2-。陽離子的極化作用越大,碳酸鹽就越容易分解。半徑小,電荷大的陽離子對碳酸根的極化作用大。H+離子的半徑很小,正電荷密度大,極化作用強。所似,含2個H+離子的碳酸最不穩(wěn)定,其次是含1個H+離子的酸式碳酸鹽,而不含H+的碳酸鹽那么相對較為穩(wěn)定。在碳酸鹽中,不同陽離子對CO32-的極化作用不同,熱

13、穩(wěn)定性也不相同。例如堿金屬的碳酸鹽中,Li2CO3因Li+離子半徑小,極化作用強而較易熱分解。Na2CO3和K2CO3都因Na+離子和K+離子為半徑較大,電荷較少的稀有氣體型離子,對CO32-離子的極化作用較小而有較高的熱穩(wěn)定性。堿土金屬的碳酸鹽,隨金屬離子半徑增大,對CO32-離子極化作用減小而熱穩(wěn)定性升高。14、判斷金屬與鹽溶液反響情況(1 ) Kt Na與鹽溶液反響時,因金屬活潑性太強,金屬先與水反響。(2 ) Mg tZn與鹽溶液反響時, 其實質(zhì)是金屬與鹽水解產(chǎn)生的H+反響。如Mg與AICI3溶液反響為: Al3+3H2O=Al OH3+3H+ , Mg+ 2H+=Mg2+ + H2 f總反響為:3Mg+2A

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