氧气的制备方法,制氧的四种方法

五、氧气的制法

1. 工业制备氧气

原理：分离液态空气，利用液氧和液氮的沸点不同（物理变化）

过程：在低温、加压的条件下，空气被液化。将温度控制在氮气和氧气的沸点之间，将沸点较低的液态氮先蒸发出来，剩下的就是沸点较高的液态氧，储存在蓝色的钢瓶中

2. 实验室制备氧气

（一）高锰酸钾制备氧气

（1）原料：高锰酸钾（紫黑色固体，能溶于水，水溶液为紫红色）

（2）原理：2KMnO4 = K2MnO4 MnO2 O2↑（条件：加热）

（3）发生装置：固体加热型（选择的依据：药品状态和反应条件）

（4）收集方法：排水法（因为氧气不易溶于水，不与水反应），优点：收集气体纯净

（5）实验步骤：组、查、装、定、点、收、离、熄，谐音：（组）茶庄定点收利息

①组装仪器（从左到右，从下到上组装）

②检查装置气密性

将导管的一段插入水中，用手握住试管外壁，导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，一段时间后水柱高度不变，则装置气密性良好

③装药品（试管水平放置，药匙伸到试管底部，缓慢直立试管）

④固定仪器（试管口略向下倾斜，放置冷凝水倒流，使试管炸裂）

⑤点燃酒精灯（先预热，再集中加热）

⑥收集气体（导管口有连续均匀气泡冒出，开始收集气体）

⑦收集满气体时，先撤离导管

Ø 验满方法：集气瓶口有大气泡冒出，说明收集满气体

Ø 撤离导管后，在水下将玻璃片的磨砂面，盖在集气瓶口，移出水面，正方在桌面上

⑧熄灭酒精灯

（6）注意事项

Ø 集气瓶收集气体不纯的原因：集气瓶事先未装满水、未等到导管口有连续均匀气泡冒出就开始收集、结束时未在水下盖上玻璃片

Ø 试管口棉花团的作用：防止高锰酸钾进入导管，堵塞导管

Ø 结束时先撤离导管再熄灭酒精灯的目的：防止因试管内压强减小，水倒吸，使试管炸裂

Ø 结束时发现水倒吸的解决方法：点燃酒精灯重新加热，拔出橡胶塞

Ø 导管不宜伸入试管过长的原因：不利于导气

Ø 收集不满气体的原因：药品量不足、装置漏气

（二）氯酸钾制备氧气

（1）原料：氯酸钾（白色固体，能溶于水），二氧化锰（黑色固体，不溶于水）

（2）原理：2KClO3 = 2KCl 3O2↑（条件：催化剂MnO2，加热）

（3）发生装置：固体加热型

（4）收集方法：向上排空气法（因为氧气密度比空气大，不与空气的成分反应），优点收集气体干燥

（5）实验步骤：

①组装仪器

②检查装置气密性

③将氯酸钾和二氧化锰混合后放入试管中

④固定装置

⑤点燃酒精灯

⑥收集气体

（6）与高锰酸钾制备氧气发生装置的区别，试管口没有棉花团

（三）过氧化氢溶液制备氧气

（1）原料：过氧化氢溶液（或者双氧水）、二氧化锰

（2）原理：2H2O2 = 2H2O O2↑（条件：催化剂MnO2，加热）

（3）发生装置：固体-液体-常温:

（4）收集方法：排水法

（5）实验步骤：

①组装仪器

②检查装置气密性

关闭分液漏斗的活塞，将导管的一段插入水中，用手握住试管外壁，导管口有气泡冒出，松开手后，导管中形成一段水柱，一段时间后水柱高度不变，则装置气密性良好

③先将二氧化锰放入锥形瓶中，在将过氧化氢溶液放入分液漏斗中

④固定仪器

⑤打开分液漏斗活塞

⑥收集气体

初中制取氧气的化学方程式

1、加热高锰酸钾

高锰酸钾热分解的方程式存在争议，因为其在不同温度条件下的分解产物会有差异

中学阶段反应方程式

2KMnO == KMnO + MnO + O↑  （加热）

2、氯酸钾分解

制得的氧气中含有少量Cl、O和微量ClO；该反应实际上是放热反应，而不是吸热反应，发生上述1mol反应，放热108kJ

2KClO == 2KCl + 3O↑    （MnO催化加热）

3、双氧水分解

过氧化氢溶液催化分解（催化剂主要为二氧化锰，三氧化二铁、氧化铜也可）。

2HO== 2HO + O↑  （MnO催化）

扩展资料：

工业制法

1、分离液态空气法

在低温条件下加压，使空气转变为液态，然后蒸发，由于液态氮的沸点是‐196℃，比液态氧的沸点（‐183℃）低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。空气中的主要成分是氧气和氮气。

利用氧气和氮气的沸点不同，从空气中制备氧气称空气分离法。首先把空气预冷、净化（去除空气中的少量水分、二氧化碳、乙炔、碳氢化合物等气体和灰尘等杂质）、然后进行压缩、冷却，使之成为液态空气。

然后，利用氧和氮的沸点的不同，在精馏塔中把液态空气多次蒸发和冷凝，将氧气和氮气分离开来，得到纯氧（可以达到99.6%的纯度）和纯氮（可以达到99.9%的纯度）。如果增加一些附加装置，还可以提取出氩、氖、氦、氪、氙等在空气中含量极少的稀有惰性气体。

由空气分离装置产出的氧气，经过压缩机的压缩，最后将压缩氧气装入高压钢瓶贮存，或通过管道直接输送到工厂、车间使用。

使用这种方法生产氧气，虽然需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，但是产量高，每小时可以产出数千、万立方米的氧气，而且所耗用的原料仅仅是不用买、不用运、不用仓库储存的空气，所以从1903年研制出第一台深冷空分制氧机以来，这种制氧方法一直得到最广泛的应用。

2、膜分离技术

膜分离技术得到迅速发展。利用这种技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。利用这种膜进行多级分离，可以得到百分之九十以上氧气的富氧空气。

3、分子筛制氧法（吸附法）

利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来。

首先，用压缩机迫使干燥的空气通过分子筛进入抽成真空的吸附器中，空气中的氮分子即被分子筛所吸附，氧气进入吸附器内，当吸附器内氧气达到一定量（压力达到一定程度）时，即可打开出氧阀门放出氧气。

经过一段时间，分子筛吸附的氮逐渐增多，吸附能力减弱，产出的氧气纯度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮，然后重复上述过程。这种制取氧的方法亦称吸附法.利用吸附法制氧的小型制氧机已经开发出来，便于家庭使用。

4、电解制氧法

把水放入电解槽中，加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度，然后通入直流电，水就分解为氧气和氢气。每制取一立方米氧，同时获得两立方米氢。

用电解法制取一立方米氧要耗电12～15千瓦小时，与上述两种方法的耗电量（0.55～0.60千瓦小时）相比，是很不经济的。所以，电解法不适用于大量制氧。

另外同时产生的氢气如果没有妥善的方法收集，在空气中聚集起来，如与氧气混合，容易发生极其剧烈的爆炸。所以，电解法也不适用家庭制氧的方法。

参考资料来源：百度百科-氧气

氧气的三种制备方法是什么