氧气是我们生活中不可缺少的气体。我们每时每刻都在呼吸氧气。没有氧气,人和动物就无法生存。氧气看不见摸不着。它是一种没有颜色没有气味的气体。
空气中含有氧气。氧气的体积大约占空气的五分之一。我们可以通过实验来证明空气中有氧气。取一个水槽,里面放一些水。再取一个玻璃杯,在里面点一根蜡烛。把玻璃杯倒扣进水里。蜡烛慢慢熄灭。水槽里的水会进入玻璃杯。水进入玻璃杯的体积,大约占玻璃杯体积的五分之一。这是因为蜡烛燃烧消耗了杯内的氧气。这个实验说明氧气支持燃烧。
氧气能支持许多物质燃烧。木炭在氧气中燃烧更旺。木炭在空气中燃烧发出红光。木炭在纯氧中燃烧发出白光。硫在空气中燃烧发出微弱的蓝紫色火焰。硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。铁在空气中不能燃烧。铁在氧气中能剧烈燃烧,火星四射。这些实验都需要在老师的指导下进行。做实验要注意安全。
氧气为什么能支持燃烧。这与氧气的化学性质有关。氧气是一种化学性质比较活泼的气体。它能与许多物质发生化学反应。这种反应叫做氧化反应。燃烧是一种剧烈的氧化反应。物质与氧气反应会放出热量。
我们呼吸需要氧气。食物在体内与氧气发生缓慢氧化。这种氧化反应释放能量。能量维持我们的体温。能量支持我们的活动。没有氧气,这些过程都无法进行。
氧气可以从空气中获取。工业上需要大量氧气。工业上采用分离液态空气的方法制取氧气。空气的主要成分是氮气和氧气。首先将空气冷却加压,变成液态空气。然后慢慢升高温度。液态氮的沸点比液态氧低。氮气先从液态空气中蒸发出来。剩下的主要是液态氧。这种方法成本低,产量大。
实验室也需要氧气。实验室制取氧气常用一些含氧的物质。高锰酸钾是一种紫黑色固体。加热高锰酸钾能产生氧气。氯酸钾是一种白色固体。加热氯酸钾也能产生氧气。但需要加入二氧化锰。二氧化锰在这里是催化剂。催化剂能改变反应速率,本身不发生变化。
过氧化氢溶液也可以制取氧气。过氧化氢溶液俗称双氧水。双氧水在常温下分解很慢。加入二氧化锰,分解速度大大加快。产生的氧气可以通过导管收集起来。这种方法操作简单,适合在实验室进行。
收集氧气有几种方法。氧气不易溶于水。可以用排水法收集氧气。氧气密度比空气略大。也可以用向上排空气法收集氧气。收集好的氧气要盖上玻璃片。氧气密度比空气大,正放在桌面上。
氧气有很多用途。氧气能供给呼吸。病人呼吸困难时需要吸氧。高空飞行员需要携带氧气设备。潜水员在水下也需要氧气瓶。
氧气能支持燃烧。乙炔在氧气中燃烧产生高温火焰。这种火焰可以焊接金属。可以切割金属。在钢铁生产中,向炼钢炉吹入氧气,能提高炉温,加速冶炼。
液氧也有重要用途。液氧是淡蓝色的液体。液氧可用于火箭发动机。液氧和燃料混合燃烧,产生巨大推力。推动火箭升上太空。
氧气虽然重要,但并不是越多越好。纯氧环境里,有些东西燃烧非常剧烈。一根铁丝在空气中不容易点燃。在纯氧中,铁丝会剧烈燃烧。医院给病人吸氧,也不是纯氧。长时间吸入纯氧对身体有害。
自然界中的氧气处于动态平衡。绿色植物进行光合作用。光合作用吸收二氧化碳,放出氧气。这是氧气的主要来源。动植物呼吸消耗氧气。物质的燃烧消耗氧气。这些过程使氧气含量保持相对稳定。
我们要保护绿色植物。森林、草地、藻类都能产生氧气。乱砍滥伐会减少氧气产量。我们要多植树造林。我们要保护环境。
学习氧气知识对我们很有用。我们知道了呼吸的本质。我们知道了燃烧的条件。我们学会了在实验室制取气体。我们明白了保护环境的重要性。
化学知识就在我们身边。空气中有氧气。水中有氧气。氧气参与许多变化。食物腐烂有氧气的作用。铁生锈也有氧气的作用。这些都属于缓慢氧化。
我们以后还会学到更多。氧气能与许多金属反应。氧气能与许多非金属反应。这些反应生成氧化物。氧化物的种类非常多。水是氢的氧化物。二氧化碳是碳的氧化物。
化学是一门有趣的科学。它研究物质的组成、性质和变化。学习化学要用实验的方法。观察现象,记录结果,得出结论。我们要认真做实验。我们要仔细观察。我们要独立思考。
氧气只是化学世界的一个例子。物质是丰富多彩的。变化是无穷无尽的。通过学习,我们能认识世界。我们能利用知识改善生活。化学让我们的生活更美好。