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工业制取氧气化学方程式

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一、氯酸钾(KClO₃)分解制氧

反应方程式

$$2KClO₃ \xrightarrow{MnO₂} 2KCl + 3O₂ \uparrow$$

氯酸钾在二氧化锰(MnO₂)催化下加热分解生成氯化钾和氧气。

反应特点

- 该反应为热分解反应,需高温条件(约400℃)。

- 二氧化锰作为催化剂,可降低反应温度并加快反应速率。

二、高锰酸钾(KMnO₄)分解制氧

反应方程式

$$2KMnO₄ \xrightarrow{\triangle} K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ \uparrow$$

高锰酸钾加热分解生成锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)和氧气。

反应特点

- 需高温加热(约200℃),反应过程中二氧化锰同时生成。

三、其他工业方法

分离液态空气法

利用氧气和氮气沸点差异(液氧沸点-183℃,液氮沸点-196℃),通过分馏液态空气制取氧气。

四、补充说明

二氧化锰的作用:

在氯酸钾和高锰酸钾制氧中均作催化剂,但氯酸钾分解时二氧化锰不参与反应,仅加速反应。

工业优势:分离液态空气法是工业制氧的主要方法,成本较低且产量大,适用于大规模生产。

以上方法可根据具体需求选择,实验室常用氯酸钾或高锰酸钾制氧,而工业生产则依赖分馏液态空气法。