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2-2 氧氣

在文檔中 第一冊理化講義 (頁 31-35)

<性質>:

氧為無色、無臭、無味的氣體,略溶於水,比空氣重。

氧氣不能燃燒,但可以助燃;且可和許多物質反應。

<例如>:

(1).將點燃的線香,插入裝有氧氣的瓶中,可看到線香燒的更旺盛。

(2).留有紅熱的火柴灰燼,插入純氧的瓶中,可看到火焰復燃的現象。

維持動物生命必備氣體。

水中之魚類及動物的生存端賴水中之溶氧量。

鐵生銹必備氣體。

<想想看>:在日常生活中,雙氧水可用來殺菌。但未加蓋的雙氧 水,放久了以後就失去效果,你知道為什麼嗎?

Ans:因為它會分解成氧氣與水。

<製備>:在實驗室內,可利用二氧化錳(MnO2)與雙氧水(H2O2)混 合製得氧氣。

原理:於室溫下利用二氧化錳(MnO2)當催化劑,即可加速雙氧水 (H2O2)分解成水與氧氣。

雙氧水  水 + 氧 H2O2  H2O + O2

<Note>:催化劑,可加速化學反應速率,但反應前後本身的質量、本 質均不改變的物質,即是。例如,二氧化錳(MnO2)。

裝置:如下圖。

步驟:

(1).先於錐形瓶中加入少許的二氧化錳,再由薊頭漏斗長管底部加入 些許的水。使水位略高於薊頭漏斗長管底部。

(2).再由薊頭漏斗慢慢加入雙氧水。

(3).即可看出錐形瓶中有氣體生成。

<Note>:

(a).薊頭漏斗長管底部需保持於液面下,以免產生的氣體由漏斗外洩。

(b).二氧化錳是催化劑,所以,其量的多寡並不影響氧氣的產量。

(c).每次所加入雙氧水的量不要太多,以免產生氧氣的速率太快,而 使得雙氧水由薊頭漏斗噴出。若有此現象發生時,可將導管暫時移出 水面。

(d).剛開始所產生的氣體,可不必收集以增加氧氣的純度。

(e).反應中若不加入二氧化錳,而直接加熱亦可產生氧氣,但速率會 比較慢。

收集:因為氧氣為難溶於水的氣體,故以排水集氣法收集所產生 的氧氣。又因為氧氣比空氣重(密度大),所以收集完後,應正立於桌 面上並蓋上玻璃,使得氧氣沈於底部,免於氧氣流失。

<收集氣體方法>:可分成易溶於水與不易溶於水 易溶於水:可利用向上排氣法或向下排氣法

(1).向上排氣法:適用於易溶於水且比空氣重(密度大)的氣體。例如,

氯化氫、二氧化硫、二氧化碳。如圖一。

(2).向下排氣法:適用於易溶於水且比空氣輕(密度小)的氣體。例如,

氨氣。如圖二。

不易溶於水:適用於難溶於水的氣體。例如,氫、氧、氮、二氧化碳。

如圖三。

圖一 圖二 圖三

<燃燒>:物質與氧氣進行劇烈的化學反應,且反應過程中可產 生光與熱的現象。

性質:燃燒是一種放熱的化學反應,可使外界溫度的上升,亦可 產生新的物質;同時可放出光和熱。

產物:燃燒時乃是與氧進行化學作用,而產生含氧的化合物,稱 之為氧化物;可分為金屬氧化物與非金屬氧化物。

(1).金屬氧化物:金屬和氧反應所產生的含氧化合物。

<例如>:鎂帶在純氧中燃燒,可產生氧化鎂及強烈白光。

鎂(銀白色固體) + 氧  氧化鎂(白色固體)

<性質>:金屬氧化物溶於水,所成的水溶液呈鹼性;可使濕的藍色 石蕊試紙變成紅色。故可知金屬氧化物溶於水變成鹼性物質。

氧化鎂(銀白色固體) + 水  氫氧化鎂(鹼性) (2).非金屬氧化物:非金屬和氧反應所產生含氧的化合物。

<例如>:硫在純氧中燃燒,可產生二氧化硫及藍紫色光亮的火焰。

硫(黃色粉末) + 氧  二氧化硫(氣體)

<性質>:非金屬氧化物溶於水,所成水溶液呈酸性;可使濕的紅色 石蕊試紙變成藍色。故可知非金屬氧化物溶於水變成酸性物質。

二氧化硫(氣體) + 水  亞硫酸(酸性)

(3).不論金屬氧化物或非金屬氧化物,若產物不溶於水,無法使試紙 變色,則視為中性。

產物酸鹼性的測試:利用特殊化學藥品,如,石蕊試紙、酚太、酚 紅等,即可得知物質的酸鹼性。

酸鹼性 石蕊試紙 酚太 酚紅 範例

酸性 紅色 無色 黃色 碳酸、醋酸、硫酸、鹽酸 鹼性 藍色 紅色 紅色 石灰水、氨水、氫氧化鈉水溶液

中性 不變色 純水、酒精、糖水、食鹽水

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