在空气里虽虽然含有相当多的氧气,但工业上或者实验室里,往往都需用纯粹的氧气,因此,我们有必要研究制取纯氧的方法。

     自然界里的哪些物质可以用做制造氧气的原料呢?前面讲过,氧在自然界里,既有以游离态存在的(单质的氧气,主要存在在空气里),也有以化合态存在在各种含氧化合物里的。这些含有氧元素(游游离态或化合态)的物质,都有可能用做制造氧气的原料。

     由于所用原料的不同,制取氧气就有两类不同的方法。

     第一类方法是以空气为原料,通过物理的方法,把氧气从空气里分离出来。

     第二类方法是以含氧化合物为原料,通过分解反应,使其中所含的氧分解出来,成为单质的氧气。

     第一类方法需用的装置比较复杂,但原料(空气)可以随处取得,成本少,适宜于工业上大量生产氧气;第二类方法的操作比较方便,适宜于实实验室里制取少量氧气.下面我们分别来介绍。

     氧气的实验室制法实验室里制取氧气是用含氧化合物为原料的.这些含氧化合物,必须具备下面两个条件：

     第一,这种含氧化合物是较不稳定的,在加热时容易分解敢出氧气。

     第二这种含氧化合物里含氧的百分比是比较高的,能分群放出较多的氧气。

     在实验室里最常用的、符合于这两个条件的含氧化合物是氯酸钾(分子式是KCIO3),它氧的了分比比较高(达40%左右),面且在不太高的温度下就態分解放出氧气。

     用氯酸钾制取氧气的方法是:先把固体氯酸钾放在试管里,加热(图2-7(a),不久,氯酸钾固体开始熔化(氯酸钾的熔点是357℃),但这时还不分解放出氧气,继续加热到大约400℃时,就有氧气气泡从熔化的氯酸钾里缓慢地放出,这时如果用一根带有余烬的木条放在管口,木条就会燃烧起来.这一反应可以用下面的式子表示:

氯酸钾KCIO3=加热=氯化钾KCI+氧气O2

     这是一个分解反应,反应时由一种物质变成两种新物(氯化钾和氧气).氯酸即里的氧是化合态的,当它分解出后,就转变成游离态的氧气了。

     如果我们在熔化的氯酸钾里加入少量黑色的二氧化锰(MnO2)粉末,氯酸钾会迅速分解,有多量的氧气放出（看图）。

     在实验室里实际制取氧气时,我们就预先在氯酸钾的粉末混入适量的二氧化锰,这样,就不需加热到氯化钾熔化的温度,在200°C左有时,就能得到多量的氧气。

     在反应结東后,实验证明,二氧化锰的重量并没有减少,也就是说,二氧化锰在反应过程里没有任何的消耗.由此可知所得的氧气并不是从二氧化锰里分解出来的,而仍然是从氯酸钾里分解出来的.由此可以看出,在氯酸钾分解的化学反应里,二氧化锰只是起了加快氯酸钾分解速度的作用,使氯酸钾在不太高的温度下就能迅速分解。

     在化学反应里,一种物质只是改变了其他物质反应的速度,而它本身的重量在反应后并不改变,这种物质对这个反应来说,叫做催化剂.催化剂的这种作用,叫做催化作用.二氧化锰在氯酸钾分解反应里所起的作用就是一种催化作用。

     氯酸钾分解放出的氧气常用“排水集气法”0(装置如图

用非水集气法”收集气体的具体作方法,多看本书2890页附录。

2·8所示)收集在集气瓶里,以供试验氧气性质之用。

    氧气的工业制法前面讲过,工业上制取氧气是以空气为原料的。

    从空气制取氧气的过程是:先把空气增加压强和降低温度,使它转变成液态空气(S2·1).空气的液化是一个物理变化,在变化的过程里并没有新物质生成,因此液态空气主要是由“液态氧气和“液态氮气”所组成.在1大气压下,液态氧的沸点是一183C,而液态氮的沸点是-196C,比液态氧更低.我们知道,当蒸发两种不同沸点的液体混和物时,图2-9贮氧气的钢筒沸点比较低的那种液体将首先蒸发,沸点比较高的则残留下来.当液态空气蒸发时,首先蒸发出来的是氮气,残留下来的是液态氧,这样,就把氮气和氧气分离开来.把残留下来液态氧蒸发就能得到净的氧气.这样得到的氧气再用很大的压力力(一般用150大气压)压入钢简(图2-9)贮存起来.这种钢筒我们在有些工厂和医院里常能看到。