揭示燃烧奥秘与氧气制取 一、燃烧的本质与条件 燃烧的定义：燃烧是一种发光、放热的剧烈氧化反应。(特征：发光、放热、剧烈、氧化反应) 燃烧三要素（必须同时满足）： 可燃物：能与氧气发生反应的物质（如木材、酒精、蜡烛） 氧气（或空气）：提供氧元素，支持燃烧（助燃剂） 达到着火点：可燃物燃烧所需的最低温度 实验验证： 水中白磷不通氧气不燃烧，通入氧气后剧烈燃烧→证明需要氧气 火柴头 A (常温) 不燃烧，B (加热) 燃烧→证明需要温度达到着火点 燃烧与缓慢氧化区别： 燃烧：剧烈、发光放热（如木炭燃烧） 缓慢氧化：不剧烈、无明显发光（如铁生锈、食物腐败） 二、氧气的性质与用途 物理性质： 无色无味气体，密度比空气略大，不易溶于水 化学性质： 助燃性：支持燃烧，使带火星木条复燃（检验氧气方法） 氧化性：能与多种物质反应（如与木炭、硫、铁等） 典型反应现象： 物质 在空气中燃烧 在氧气中燃烧 木炭 持续红热，无烟无焰 剧烈燃烧，发出白光，生成使澄清石灰水变浑浊的气体 硫 微弱淡蓝色火焰 明亮蓝紫色火焰，生成刺激性气味气体 铁丝 不燃烧 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 (Fe₃O₄) 主要用途： 供给呼吸（医疗急救、潜水） 支持燃烧（炼钢、气焊、航天） 反应放热（提供能量） 三、依据需求制取氧气 1. 实验室制取方法对比 方法 药品 反应条件 装置类型 优点 适用场景 高锰酸钾法 高锰酸钾 (紫黑色固体) 加热 固固加热型 操作简单，不需催化剂 需要稳定持续供氧，且有加热条件 过氧化氢法 过氧化氢 (双氧水)+ 二氧化锰 (催化剂) 常温、催化剂 固液不加热型 不需加热，安全，反应可控 需随时控制反应启停，安全性要求高 氯酸钾法 氯酸钾 + 二氧化锰 加热 固固加热型 产氧量大 需要大量氧气且有加热条件 2. 高锰酸钾制取氧气（详细步骤） 反应原理：2KMnO₄ △ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ 实验步骤（谐音记忆："茶庄定点收利息"）： 查：检查装置气密性（导管入水，手握试管，有气泡冒出则气密良好） 装：试管中装入高锰酸钾，管口放一团棉花（防止粉末进入导管） 定：固定装置（试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管） 点：点燃酒精灯，先预热，后集中加热 收：气泡连续均匀冒出时开始收集（先排出的是空气） 排水法：氧气不易溶于水，收集的氧气更纯净 向上排空气法：氧气密度大于空气，收集的氧气更干燥 离：收集完毕，先将导管移出水面 熄：最后熄灭酒精灯（防止水倒吸） 检验与验满： 检验：将带火星木条伸入集气瓶，木条复燃证明是氧气 验满： 排水法：集气瓶口有气泡冒出时已满 向上排空气法：将带火星木条放在瓶口，木条复燃则已满 3. 过氧化氢制取氧气（详细步骤） 反应原理：2H₂O₂ MnO₂ 2H₂O + O₂↑ 实验装置： 发生装置：锥形瓶 (或大试管)+ 长颈漏斗 (或分液漏斗)+ 双孔塞 收集装置：同高锰酸钾法（排水法或向上排空气法） 操作要点： 先在锥形瓶中加入二氧化锰粉末 通过长颈漏斗缓慢加入过氧化氢溶液（控制滴加速度可控制反应速率） 反应剧烈时可暂停滴加，安全性高，不需加热 催化剂特点：改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变 四、氧气制取方法选择指南 根据特定需求选择合适方法： 若需要安全、不需加热的操作：优先选过氧化氢法 适合学生实验、家庭小实验或缺乏加热设备的场景 若需要稳定持续供氧：可选择高锰酸钾法 反应持续稳定，不需额外添加药品 若需要控制反应启停：选择过氧化氢法+分液漏斗 通过控制液体滴加随时启停反应，节约药品 若需要大量氧气：可选择氯酸钾法（需加热） 相同质量药品产氧量更高 五、氧气与燃烧的关系应用 氧气浓度影响燃烧剧烈程度： 氧气浓度越大，燃烧越剧烈（如硫在氧气中燃烧比空气中剧烈得多） 实际应用： 医疗：氧气瓶提供高浓度氧气，帮助呼吸困难患者 工业：富氧炼钢提高效率，气焊气割需要高纯度氧气 航空航天：液氧作为火箭燃料氧化剂