氯酸钾分解(燃烧——火的热情)

远古时代的人不会用火，不但生吃植物，就连打来的野兽也是连毛带血生吃。他们对火敬而远之，因为火能毁灭一切。可是当人类试着掌握了火之后，不仅享受到了熟食的香美，在寒冷中获得温暖，在黑暗中拥有光明，还利用火制造了陶器、青铜器等。人类社会因火而进步。

很长的时间内人们不知道燃烧的本质，直到1773年，瑞典化学家舍勒发现火焰空气后.人们才开始逐渐认识到燃烧是一种剧烈的发热发光的化学反应现象，一般情况下燃烧需要氧气参加。

舍勒是一家药店的药剂师。只有小学文凭的他从当学徒开始，后来做了实验员。在研究燃烧现象时，他的一个重要发现是，加热制做火药的一种原料硝石(白色困体，主要成分是

（KNO3）可以得到一种纯粹的支持燃烧的气体一一他把这种气体称为“火焰空气，，也就是我们现在说的氧气。加热硝石所发生的反应是:

人们也由此认识到物质在空气中燃烧的本质，是空气中的氧气与物质发生了剧烈的反应。物质与氧气发生的反应，一般也叫氧化反应。

银白色的镁带在空气中点燃发生剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体。 利用镁的这一性质，人们将它用于制造军事上用的照明弹，或者用于制造节日庆典 的焰火火药。

（二）实验室制氧气

实验室常用分解氯酸钾、高锰酸钾或过氧化氢的方法制取氧气。

在操作 2中，导管口有气泡冒出，开始较慢，不久就有大量气泡产生。开始出 来的气体主要是空气。待出气较快后，进行以下操作。

在操作 4中，收集到的气体能使带火星的木条复燃，说明收集到的是氧气。

实验中将试管口略朝下放置加热，是为了防止加热时药品中含有的少量水分汽化后，在试管口部冷却凝结后倒流，使试管炸裂。

加热氯酸钾和二氧化锰的混合物的化学反应方程式为

在这一反应中，反应前后二氧化锰的质量不变，没有变成别的物质，它所起的 作用是加速氯酸钾的分解。像这种能够在化学反应中改变反应速率，而本身的质量 和化学性质在反应前后都不改变的物质叫催化剂。 纯净的氯酸钾的显著分解温度大约是 400℃，与二氧化锰混合后其显著分解温 度可降低到 150℃。 用上面的装置加热高锰酸钾（KMnO4），也能制取氧气，反应的化学方程式为

高锰酸钾的显著分解温度大约是 240℃。如果将氯酸钾和二氧化锰的混合物，或高锰酸钾放在玻璃质多功能反应仪（见图 12-3）内加热，生成的氧气可以直接储存在反应仪内使用，也可以导出使用，且制得的氧气自始至终都是比较纯的。分解过氧化氢制取氧气时，通常用过氧化氢稀溶液。为了提高反应速率，也要加入催化剂，可以用二氧化锰或三氯化铁（FeCl3）等物质作催化剂。猪肝也可以高效地加快过氧化氢的分解速率，因为猪肝中有一种特有的对过氧化氢的分解有催化作用的物质——过氧化氢酶。

如果用二氧化锰作过氧化氢分解的催化剂，则过氧化氢分解的化学方程式为

在操作 2中，可以发现在反应仪中迅速生成无色气体。

在操作 3中，可以发现铁丝在反应仪中剧烈燃烧，火花四射，发出强烈的橙黄 火光，生成黑色的不溶于水的四氧化三铁固体。 操作 2中，反应的化学方程式为

操作 3中，反应的化学方程式为

在 Fe3O4中有 2个铁原子的化合价是 3价，有 1个铁原子的化合价是 2价。 实验时要用很细的铁丝，这样点火时升温快，比较容易点燃。这与细木柴比粗 木柴容易着火是一样的道理。将铁丝绕成螺旋状，燃烧起来时间会长一些。 铁丝在氧气中燃烧还可以用硫粉（S，黄色）等物质引燃。

实验 12-3和实验 12-4说明氧气的化学性质比较活泼，也说明，一般物质燃烧的本质是物质与氧气发生了剧烈的氧化反应。由于空气中含有氧气，所以空气能支持燃烧，但由于空气中的氧气含量相对较少，所以物质在空气中的燃烧没有在氧气中剧烈。在标准状况下，氧气的密度是 1.429g/L，比空气的密度略大。由于空气中各种气体的分子都是剧烈运动的，这使得氧气在空气各处的含量基本相同。在室温下，1L水能溶解 30mL氧气。在101kPa时，氧气在-183℃可以液化为淡蓝色液体，在-218℃时变成淡蓝色雪花状固体。由于氧气在水里的溶解度较小，所以实验室可以用排水法收集氧气。又因为氧气的密度比空气大，所以收集满氧气的集气瓶可以敞口短时间正放。也因为氧气的密度比空气大，还可以如图

12-6所示用向上排空气法收集，只是氧气是否收

集满要用带火星的木条在瓶口检验。

（三）燃烧条件和灭火方法

从实验 12-3和实验 12-4还可以看出物质燃烧是有条件的第一，物质必须

与氧气接触；第二，必须达到一定的温度。用火点燃就是为了使物质达到其着火的

温度。物质着火的最低温度叫着火点，也叫燃点。

有些物质的燃点很高，有些物质的燃点很低。如白磷的燃点只有 40℃，而硫

在 200多度才可着火。

【实验12-5】

1．向100mL的烧杯中倒入约50mL 90 ～ 100℃的热水，将一小片白磷投入水中，观察现象。

2．用洗耳球或嘴通过塑料管向沉入水下的白磷吹气，如图12-7（b）所示，观察现象。

3．用匙头弯折过的不锈钢药匙将白磷捞出水面，观察现象。

在操作 1中，白磷在水下熔化，如图 12-7（a）所示。白磷的熔点是 44.1℃。

在操作 2中，当空气通过塑料管接触到白磷时，热水下的白磷火光闪烁，这是

白磷与空气中的氧气接触发生了燃烧。停止向白磷表面吹空气，白磷不燃烧。还有

可能白磷被吹出水面浮在水面上燃烧。

在操作 3中，如图 12-7（c）所示，白磷从热水下刚一露脸，就燃烧起来，并

且由于高温下密度减小，白磷还会一直浮在水面燃烧。

白磷在热水下没有向其表面吹空气时，水温使白磷的温度达到了着火点，但由

于白磷没有和氧气接触，所以白磷不能燃烧。当向白磷表面吹空气时，达到了着火

点温度的白磷与空气中的氧气接触，立即燃烧。从热水下取出的白磷能在空气中很

快燃烧，也是一样的道理。

由于白磷容易与氧气反应，且燃点很低，所以白磷暴露在空气中不但容易氧

化，还可能不经点火利用自身氧化放出的热量引起自发燃烧。白磷不能暴露在

空气中存放。

从一般物质发生燃烧的两个条件考虑，我们可以采用将燃烧物隔绝空气或使燃烧物的温度降低到着火点以下两种方式来灭火。水能够灭火，就是因为它既可以给燃烧物降温，又可以覆盖在燃烧物表面，使燃烧物与空气隔绝。

（四）自燃

在一定条件下，物质能与氧气发生剧烈的氧化反应。但在很多情况下，物质与 氧气的反应非常缓慢，甚至不易察觉，这种氧化叫做缓慢氧化。 缓慢氧化的例子很多。铁生锈、酿酒、动植物的呼吸、农家肥的腐熟等过程都 包含有缓慢氧化。 缓慢氧化也会产生热量。一些易燃物在缓慢氧化的过程中，如果产生的热量没 有及时散失，热量越积越多，也可能不经点火就会自发燃烧。这种由缓慢氧化而引 起的燃烧叫自燃。

燃与漏油和电线短路有关。漏油产生的油气混合物比液态汽油更易被短路产生的电 火花引燃。由于夏季气温高，夏季漏油更易形成油气混合物，所以在夏季汽车自燃 事故更易发生。平时做好汽车油路和电路的检修是预防汽车自燃的根本措施。行车 时如果发现漏油、短路或有烧焦味，应当及时检查。