氧气——发现、发生、制备、性质

氧气（O₂）是地球大气中的最主要组成部分，也是人类活动和生命所必不可少的元素之一。它是无色、无味、无臭的气体，密度比空气稍大，能使易燃物更易燃、使动物更易呼吸。下面我们将带你了解氧气的发现、发生、制备、性质等方面的知识。

发现

氧气最早是在1772年由英国化学家普利斯特利（Joseph Priestley）通过加热固态汞氧化物（HgO）而被发现的，他将生成的气体称为“活气”。同年，瑞典化学家舍勒（Carl Wilhelm Scheele）也通过加热氯酸钾来发现这种气体并命名为“火气”。这一发现对于后来的化学研究、医学应用、工业生产等方面都产生了巨大的影响。

发生

氧气通常是通过以下方式发生：

1. 通过分解氯酸盐或过氧化物来制备氧气，常见的有氢氧化钠过氧化氢溶液的分解反应：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂。

2. 在高温下，氧气可以通过燃烧或者是还原反应来制备，例如2KClO₃ → 2KCl + 3O₂。

3. 氧气还可以通过蒸馏空气或分离空气中的氧气来制备。空气经过压缩、冷却、加压、冷却、再降压等步骤后，氧气就可以被分离出来。

制备

工业上主要用空分设备进行制取。空分设备是以空气为原料，将空气经压缩、冷却除水、冷却液态氮后，而得到液态氧气，然后在恒温下加压，使氧气气化，最后吸附剩余的氮气和稀有气体，完成制备过程。

此外，氧气还可以通过其他的化学反应来制备，例如过碳酸钠与稀硫酸反应：Na₂CO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O，CO₂还原成C，再与O₂反应生成O₂。

性质

氧气具有下列特性：

1. 氧气是一种气体，无色、无味、无臭，具有较高的密度，密度为1.429g/L。

2. 氧气在常压、常温下为二原子分子，分子式为O₂。它是弱磁性物质。氧气分子间通过双键相连，很难分解。

3. 氧气是一种重要的氧化剂和燃料，以它为原料制取的氧化剂有二氧化铅、三氧化铁等。它可以与多数非金属元素发生氧化反应，在高温条件下还可以与若干金属发生燃烧反应。

4. 氧气可以与水生成氢氧根阳离子及一定量的过氧化氢。它也可以与酸反应，生成相应的氧化物。

5. 氧气可以渗透到大多数晶体中去，对于晶体的热化学行为影响很大。

结论

了解氧气的发现、发生、制备、性质等方面的知识，对于我们认识这个元素的性质、应用及其在生产生活中的重要作用等方面都非常有帮助。