1. В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха. Основным промышленным получения кислорода является криогенная ректификация. Также хорошо известны и успешно применяются в промышленности кислородные установки, работающие на основе мембранной технологии. В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных под давлением около 15 МПа.
Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4:
2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑ Используют также реакцию каталитического разложения пероксида водорода Н2О2 в присутствии оксида марганца(IV):
2 H2O2=2 H2O+O2
Кислород можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO3:
2 KClO3=2 KCl+3O2
К лабораторным получения кислорода относится метод электролиза водных растворов щелочей, а также разложение оксида ртути(II) (при t = 100 °C):
2 HgO=2 Hg+O2
На подводных лодках обычно получается реакцией пероксида натрия и углекислого газа, выдыхаемого человеком: 2 Na2O2+2 CO2=2 Na2CO3+O2
2.
Взаимодействие c металламиВ результате реакции образуется оксид этого металла.4Al + 3O2 = 2Al2O3;3Fe + 2O2 = Fe3O4.Взаимодействие с неметалламиПри этом образуется оксид этого неметалла.Сера взаимодействует с кислородом при 250°С:S + O2 = SO2.Горение фосфора с образованием оксида фосфора (V) начинается при 60 °С:4Р + 5О2 = 2Р2О5.Графит реагирует с кислородом при 700-800 °С:С + О2 = СО2.С водородом кислород взаимодействует при 300 °С:2Н2 + О2 = 2Н2О.Взаимодействие с некоторыми сложными веществамиВ этом случае образуются оксиды элементов, из которых состоит молекула сложного вещества.2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2;СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.
Кислород – второй по электроотрицательности элемент, поэтому в окислительно-восстановительных процессах он выступает в качестве окислителя. Горение, гниение, ржавление и дыхание протекают при участии кислорода.
Только при взаимодействии с фтором он проявляет восстановительные свойства:
O2 + F2 = F2O2 (в электрическом разряде).
Дифторид кислорода может быть получен при быстром пропускании фтора через 2 % раствор щелочи:
2F2 + 2NaOH = OF2 + 2NaF + H2O. 3. Применение O2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных хим.производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива ( жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов. Применение O3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.
Небольшие количества кислорода можно получать нагреванием перманганата калия KMnO4:
2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2↑ Используют также реакцию каталитического разложения пероксида водорода Н2О2 в присутствии оксида марганца(IV):
2 H2O2=2 H2O+O2
Кислород можно получить каталитическим разложением хлората калия (бертолетовой соли) KClO3:
2 KClO3=2 KCl+3O2
К лабораторным получения кислорода относится метод электролиза водных растворов щелочей, а также разложение оксида ртути(II) (при t = 100 °C):
2 HgO=2 Hg+O2
На подводных лодках обычно получается реакцией пероксида натрия и углекислого газа, выдыхаемого человеком: 2 Na2O2+2 CO2=2 Na2CO3+O2
2.
Взаимодействие c металламиВ результате реакции образуется оксид этого металла.4Al + 3O2 = 2Al2O3;3Fe + 2O2 = Fe3O4.Взаимодействие с неметалламиПри этом образуется оксид этого неметалла.Сера взаимодействует с кислородом при 250°С:S + O2 = SO2.Горение фосфора с образованием оксида фосфора (V) начинается при 60 °С:4Р + 5О2 = 2Р2О5.Графит реагирует с кислородом при 700-800 °С:С + О2 = СО2.С водородом кислород взаимодействует при 300 °С:2Н2 + О2 = 2Н2О.Взаимодействие с некоторыми сложными веществамиВ этом случае образуются оксиды элементов, из которых состоит молекула сложного вещества.2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2;СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.Кислород – второй по электроотрицательности элемент, поэтому в окислительно-восстановительных процессах он выступает в качестве окислителя. Горение, гниение, ржавление и дыхание протекают при участии кислорода.
Только при взаимодействии с фтором он проявляет восстановительные свойства:
O2 + F2 = F2O2 (в электрическом разряде).
Дифторид кислорода может быть получен при быстром пропускании фтора через 2 % раствор щелочи:
2F2 + 2NaOH = OF2 + 2NaF + H2O.
3. Применение O2: для интенсификации процессов получения чугуна и стали, при выплавке цветных металлов, как окислитель в различных хим.производствах, для жизнеобеспечения на подводных кораблях, как окислитель ракетного топлива ( жидкий кислород), в медицине, при сварке и резке металлов.
Применение O3: для обеззараживания питьевой воды, сточных вод, воздуха, для отбеливания тканей.
Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
1. Находим массу оксида железа без примесей:
100 - 25 = 75 %
m(Fe2O3) = 640000 x 75 / 100 = 480000 г
2. Находим количество вещества оксида железа, зная его массу:
n(Fe2O3) = m / M = 480000 / 160 = 3000 моль
3. Из уравнения реакции видно, что n(Fe2O3) / n(H2) = 1 / 3, значит
n(H2) = n(Fe2O3) x 3 = 3000 x 3 = 9000 моль
4. Зная количество вещества водорода, находим его объем:
V(H2) = n x Vm = 9000 x 22.4 = 201600 л = 201.6 м³
5. По уравнению видно, что n(Fe2O3) / n(H2O) = 1 / 3, значит
n(H2O) = 9000 моль = 9 кмоль