《制取氧氣》課件

制取氧氣氧氣是生命之源，也是重要的工業(yè)原料。本課件將介紹氧氣的制取方法，并探討其應(yīng)用。課程簡介課程目標(biāo)學(xué)習(xí)氧氣的制備方法，了解氧氣的性質(zhì)和用途。課程內(nèi)容介紹氧氣的化學(xué)性質(zhì)，重點(diǎn)講解氧氣的制備方法，包括實(shí)驗(yàn)室制法和工業(yè)制法。課程重點(diǎn)掌握常見的氧氣制備方法，并了解其優(yōu)缺點(diǎn)，以及安全操作注意事項(xiàng)。課程難點(diǎn)理解氧氣的性質(zhì)和用途，以及各種制備方法的原理和操作細(xì)節(jié)。氧氣的化學(xué)性質(zhì)助燃性氧氣是一種重要的助燃劑，能與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放熱量，產(chǎn)生火焰，例如燃燒。氧化性氧氣能與許多金屬和非金屬發(fā)生反應(yīng)，生成氧化物，例如鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵，俗稱生銹。與水反應(yīng)氧氣在一定條件下可以與水反應(yīng)，生成過氧化氫，過氧化氫具有強(qiáng)氧化性，可以用來消毒殺菌。氧氣的重要性生命必需氧氣是所有生物生存的必要條件。人、動(dòng)物、植物都無法離開氧氣而生存。氧氣參與呼吸作用，為生命活動(dòng)提供能量。燃燒助燃氧氣是燃燒的必要條件之一，沒有氧氣，燃燒就無法進(jìn)行。工業(yè)生產(chǎn)和生活中，氧氣用于冶煉金屬、焊接切割等。制取氧氣的常見方法11.化學(xué)反應(yīng)法例如，利用過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解制取氧氣。22.電解水法通過電解水將水分子分解為氫氣和氧氣。33.分離空氣法利用空氣中各成分的沸點(diǎn)不同，通過分餾的方法分離出氧氣。44.光合作用法植物在光照條件下利用二氧化碳和水進(jìn)行光合作用，生成氧氣。1.通過電解水制取氧氣1電解水的裝置電解水需要一個(gè)簡單的裝置，包含一個(gè)電解槽、兩個(gè)電極和電源。2反應(yīng)過程當(dāng)電流通過時(shí)，水被分解成氫氣和氧氣。3化學(xué)反應(yīng)電解水的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2H2O→2H2+O2。電解水反應(yīng)過程分析1電流通過電解池中，電流通過電極2水分子分解水分子在電極表面分解成氫離子和氫氧根離子3氣體生成氫離子在陰極得電子生成氫氣，氫氧根離子在陽極失電子生成氧氣4收集氣體氫氣和氧氣分別從電解池的兩個(gè)電極逸出，并被收集起來電解水的過程是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)，在這個(gè)過程中，電流通過電極，促使水分子分解，生成氫氣和氧氣。這個(gè)過程可以通過以下步驟來理解：電解水制取氧氣的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)純度高操作簡單安全環(huán)保缺點(diǎn)效率低成本高需要專業(yè)設(shè)備2.通過化學(xué)反應(yīng)制取氧氣1加熱分解常見方法包括加熱高錳酸鉀、氯酸鉀或過氧化氫。2催化劑二氧化錳可以催化過氧化氫分解反應(yīng)。3收集氧氣可用排水法或向上排空氣法收集氧氣?；瘜W(xué)反應(yīng)制取氧氣是實(shí)驗(yàn)室中常用的方法。常見化學(xué)反應(yīng)制取氧氣加熱高錳酸鉀加熱高錳酸鉀固體，可以產(chǎn)生氧氣。這個(gè)反應(yīng)是初中化學(xué)中最常見的制取氧氣方法之一。紫色固體加熱后會(huì)變?yōu)楹谏腆w，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種無色無味的氣體，這就是氧氣。加熱氯酸鉀加熱氯酸鉀固體，并加入少量二氧化錳作為催化劑，可以加速反應(yīng)速度，制取更多的氧氣。這個(gè)方法比加熱高錳酸鉀制取氧氣更快，但需要加入二氧化錳，反應(yīng)后需要分離出氯化鉀，操作步驟較多。過氧化氫分解過氧化氫在二氧化錳催化劑的作用下，會(huì)迅速分解生成水和氧氣。這個(gè)方法操作簡單，反應(yīng)速度快，不需要加熱，適合實(shí)驗(yàn)室制取少量氧氣?；瘜W(xué)反應(yīng)制取氧氣的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)操作簡單易行設(shè)備要求不高成本相對較低缺點(diǎn)制取氧氣純度較低反應(yīng)速度受溫度影響安全性需要注意3.通過分餾空氣制取氧氣分離空氣首先，將空氣壓縮并冷卻至液態(tài)，利用空氣中各組分的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離。分餾過程液態(tài)空氣進(jìn)入分餾塔，不同組分在不同溫度下蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)分離，其中氮?dú)夥悬c(diǎn)最低，首先蒸發(fā)。收集氧氣通過控制溫度和壓力，收集高純度的液態(tài)氧氣，可進(jìn)一步蒸發(fā)得到氣態(tài)氧氣?？諝獾某煞謿怏w體積分?jǐn)?shù)特點(diǎn)氮?dú)?8.09%無色無味，不易溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑氧氣20.95%無色無味，不易溶于水，化學(xué)性質(zhì)比較活潑二氧化碳0.03%無色無味，微溶于水，能與水反應(yīng)生成碳酸稀有氣體0.93%包括氦、氖、氬、氪、氙等，化學(xué)性質(zhì)很不活潑空氣中的成分以氮?dú)鉃橹?，其次是氧氣，此外還含有少量二氧化碳、稀有氣體等。分餾空氣制取氧氣的原理1液化空氣利用空氣中各氣體沸點(diǎn)不同2分餾將液態(tài)空氣進(jìn)行分離3氧氣收集沸點(diǎn)最高的氧氣空氣是由多種氣體混合而成，這些氣體的沸點(diǎn)不同。通過降低溫度，使空氣液化，再利用各氣體沸點(diǎn)差異，將液態(tài)空氣進(jìn)行分餾，即可得到氧氣。分餾空氣制取氧氣的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)分餾空氣制取氧氣操作簡單，成本較低，可獲得高純度的氧氣，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和醫(yī)療領(lǐng)域。缺點(diǎn)分餾空氣制取氧氣需要大型設(shè)備，且對設(shè)備要求較高，耗能大，存在安全隱患，需要專業(yè)人員操作。4.通過光合作用制取氧氣植物的光合作用植物利用陽光、二氧化碳和水，在葉綠體的作用下，合成有機(jī)物（主要是葡萄糖），并釋放氧氣。反應(yīng)過程光合作用分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，光反應(yīng)在光照下進(jìn)行，暗反應(yīng)在有光或無光條件下均可進(jìn)行。氧氣的產(chǎn)生光反應(yīng)階段，水被分解，釋放出氧氣，這也是植物釋放氧氣的主要來源。氧氣的重要性植物的光合作用為地球提供了大部分氧氣，維持了地球生物的生存。光合作用的反應(yīng)過程1光能吸收葉綠素吸收光能2水的光解水分子分解成氫離子和氧氣3二氧化碳固定二氧化碳與氫離子結(jié)合形成糖類4氧氣釋放氧氣被釋放到大氣中光合作用是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，需要多種酶和輔酶的參與。光合作用是地球上所有生物賴以生存的基礎(chǔ)，它為地球提供了氧氣和食物。光合作用制取氧氣的優(yōu)缺點(diǎn)可持續(xù)性光合作用是一種自然過程，不產(chǎn)生污染，可持續(xù)生產(chǎn)氧氣，對環(huán)境友好。自然循環(huán)光合作用是地球生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，維持著氧氣和二氧化碳的平衡。能源利用光合作用利用太陽能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，提供能量來源。效率限制光合作用的效率受到多種因素的影響，例如光照、溫度和水分。氧氣的應(yīng)用領(lǐng)域1醫(yī)療應(yīng)用氧氣是醫(yī)療領(lǐng)域不可或缺的一部分，用于治療呼吸系統(tǒng)疾病，例如肺炎、哮喘和慢性阻塞性肺病。2工業(yè)應(yīng)用氧氣是許多工業(yè)過程的必要元素，包括金屬焊接、切割、冶煉和化學(xué)合成。3日常生活應(yīng)用氧氣在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，例如潛水、航空和醫(yī)療保健，以及食品加工和水處理。醫(yī)療應(yīng)用呼吸治療氧氣療法可以幫助患有呼吸系統(tǒng)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。手術(shù)輔助在手術(shù)過程中，氧氣可以幫助維持患者的氧氣供應(yīng)，防止缺氧，并有助于手術(shù)后的恢復(fù)。急救在緊急情況下，氧氣可以幫助恢復(fù)意識、緩解心肌梗塞和中風(fēng)等急癥。高壓氧治療高壓氧治療可以幫助治療一些難治性疾病，例如減壓病、一氧化碳中毒和某些感染。工業(yè)應(yīng)用冶金氧氣是鋼鐵制造的重要原料，用于煉鋼和煉鐵，提高金屬的純度和性能?；ぱ鯕馐嵌喾N化學(xué)合成反應(yīng)的氧化劑，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。焊接氧氣和乙炔混合燃燒產(chǎn)生高溫火焰，用于金屬焊接和切割。日常生活應(yīng)用潛水氧氣瓶提供潛水所需氧氣，幫助潛水員在水下呼吸。醫(yī)療保健氧氣用于治療呼吸系統(tǒng)疾病和改善患者的呼吸狀況。航空航天作為火箭推進(jìn)劑的氧化劑，氧氣是航空航天領(lǐng)域的重要組成部分。工業(yè)生產(chǎn)氧氣用于焊接和切割金屬，提高生產(chǎn)效率。氧氣制取安全注意事項(xiàng)謹(jǐn)慎操作氧氣具有助燃性，應(yīng)遠(yuǎn)離明火和熱源。操作過程中要避免摩擦或撞擊，防止產(chǎn)生靜電火花。使用合適的實(shí)驗(yàn)器材，確保氣密性，防止氧氣泄漏。防護(hù)措施在制取氧氣的過程中，要佩戴防護(hù)眼鏡和手套，避免氧氣對眼睛和皮膚造成傷害。保持實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)良好，避免氧氣濃度過高，造成窒息。氧氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸高壓鋼瓶儲(chǔ)存氧氣通常儲(chǔ)存在高壓鋼瓶中。鋼瓶需定期檢查，確保安全。低溫液態(tài)儲(chǔ)存液態(tài)氧氣可在低溫容器中儲(chǔ)存，體積更小，易于運(yùn)輸。運(yùn)輸安全氧氣運(yùn)輸需注意防曬、防熱、防撞擊，避免發(fā)生安全事故。實(shí)驗(yàn)操作安全注意事項(xiàng)安全第一實(shí)驗(yàn)操作安全重于一切，確保人身安全是首要任務(wù)。嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，防止意外發(fā)生，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。注意安全在實(shí)驗(yàn)過程中，要戴好防護(hù)眼鏡、手套等防護(hù)用品，避免化學(xué)物質(zhì)接觸皮膚和眼睛。要確保通風(fēng)良好，避免吸入有毒氣體。規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)操作要規(guī)范，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，避免操作失誤造成安全事故。要熟悉儀器的使用方法和注意事項(xiàng)，確保安全操作。實(shí)踐環(huán)節(jié)