认识化学元素:生命元素——氧

氧气是人类生命所必须的,所以氧元素又称为生命元素。氧气是地球上含量最多、分布最广泛的元素。据统计,氧在地壳中的含量为48.6%。单质氧在大气中占23%。

认识化学元素:生命元素——氧插图

适合年龄:6岁以上

难易程度:中级

化学知识点:化学元素氧元素、氧气、臭氧

氧的化学性质比较活泼,能与大部分的元素化合形成氧化物。它是一种重要的助燃剂,煤、木柴、汽油等,没有它就不能燃烧。甚至连各种金属也会在氧气中燃烧,比如铁丝在空气中加热只会发红,在氧气中却能猛烈燃烧并发出耀眼的白光。

1775年,法国化学家拉瓦锡在实验中发现了一种新的气体,他认为这是一种新元素,把它命名为“氧”。一直到现在还有不少人认为拉瓦锡是氧元素的发现者。其实拉瓦锡并不是最早发现氧气的人。这是怎么回事呢?原来在1771-1772年,瑞典化学家舍勒在实验中得到了一种新的气体,他把燃着的蜡烛放在这个气体中,火烧得更加旺了,于是他把这个气体称为“火空气”,接着他又发现这种气体比普通的空气要重。但是舍勒很早以前就相信了一种错误的说法,即任何气体都不能单独存在。他坚持认为这种“火空气”不是元素,所以没有继续进行研究,白白错过了发现氧元素的大好机会。

认识化学元素:生命元素——氧插图1

少量的纯净的氧气是无色的,而大量的氧气聚集在一起,会显示出浅蓝色。

棉花在一般情况下,秉性“温和”,然而将棉花浸在液态氧里后,它就成了炸药。遇见火星,它就会发生爆炸,这是为什么呢?

这和液态氧有关,棉花的化学成分是纤维素,这是一种可燃物质,而氧气在工业上是重要的助燃剂,一遇火星,就发生燃烧,放出大量的二氧化碳气体,同时过剩的液态氧迅速蒸发变成气体。据计算,在0℃时,1立方米液态氧蒸发后可变为874立方米的氧气,而在100℃下,氧气的体积约为4000立方米,比液态时增大了4000倍,因此,爆炸时的威力非常大。然而,这种炸药的“寿命”不太长,一般只有十几分钟到1小时,在战场上不适用,因此常被用来开矿、挖渠、修水库等。

认识化学元素:生命元素——氧插图2

氧气还有一个兄弟——臭氧。一个氧气分子是由2个氧原子构成的,而臭氧分子含有3个氧原子。臭氧是在常温、常压下,呈淡蓝色的气体,伴有一种自然清新的味道,臭氧的稳定性极差,在常温下可自行分解为氧气,因此臭氧不能贮存,一般现场生产立即使用。

但是臭氧对人的生存环境是大有裨益的,臭氧大部分存在于大气层中,高空气中的臭氧层能吸收大部分太阳紫外线,从而减少人类皮肤癌的发病率。有意思的是稀薄的臭氧并不臭,反而给你清新的感觉。在雷雨以后,空气十分清新。原来在电击下,少量的氧气变成了臭氧,对空气有杀菌和净化作用。在松林里,有很多有机树脂也容易被氧化而放出臭氧,因此,一些疗养院常常建在松林之中。

氧气是生命的元素,地球上大部分生物的呼吸、人类的生活活动都与氧气有关。氧气并非全是好处,它也有坏处。它能使金属生锈,铁丝放在空气中,经过风吹雨打,时间不长就会出现锈斑,这是自然界中的一大损失。据统计,全世界每年由于生锈而报废的钢材,约占钢材年产量的1/3.这些生锈的产品还会污染环境。食品、医院如被污染就会对人的身体造成危害。为此,人们采取了许多防护办法,如在金属表面涂抹油脂、刷油漆、覆盖搪瓷、电镀和其他方法来防止氧的危害

知识拓展:

臭氧的危害:

臭氧对人体有害,如果人呼吸的空气中含有大量的臭氧,很短时间内就会出现咳嗽,严重时呼吸短促、头痛、疲倦、鼻子出血,这就是臭氧病。减轻臭氧病的简便办法是用湿布捂住鼻子,用口来呼吸。

人类的危机:

近年科学家发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,这就令人感到不妙了,这些臭氧是从哪里冒出来的?在车水马龙的街上,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。

臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的。比如汽车排放的氮氧化物,在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。因此如何控制臭氧的排放和形成越来越受到人们的关注。

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