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氧气制取教学设计汇报人：XXX2025-X-X

目录1.氧气制取概述

2.氧气制取原理

3.物理制氧法

4.化学制氧法

5.氧气制取设备

6.氧气制取工艺

7.氧气制取安全与环保

8.氧气制取应用

01氧气制取概述

氧气的性质和用途氧气性质氧气是一种无色、无味、无臭的气体，在常温常压下，氧气的密度为1.429g/L，熔点为-183℃，沸点为-182.96℃。氧气是地球上生物呼吸和燃烧的必需品，约占地球大气的21%。

氧气化学性质活泼，能和多种元素和化合物反应，如与铁反应生成氧化铁，与碳反应生成二氧化碳等。

氧气的溶解度随温度升高而降低，在20℃时，氧气的溶解度为0.031g/100g水。

氧气用途氧气在医疗领域应用广泛，如用于呼吸困难的病人吸氧治疗，手术中供氧等，每年全球医疗用氧量约为500万吨。

在工业生产中，氧气用于炼钢、炼铁、焊接、切割等领域，提高生产效率和产品质量。

此外，氧气还广泛应用于食品保鲜、饮料充氧、宇航员太空呼吸等多个领域。

氧气制取氧气主要通过物理和化学方法制取。物理方法如空气分离法，通过液化和分离空气中的氧气；化学方法如过氧化氢分解法，通过化学反应产生氧气。

全球氧气年产量约为5000万吨，其中物理方法制氧约占70%，化学方法制氧约占30%。

随着科技的发展，氧气制取技术不断进步，制氧效率和质量都有显著提高。

氧气制取的历史发展早期制氧早在古埃及和古希腊时期，人们就已经知道使用吹管吹动含氧矿物来制取氧气，但这仅限于简单的实验室实验。

16世纪，德国化学家盖·吕萨克和英国化学家普利斯特里分别独立发现了氧气的存在，并开始使用化学方法制取氧气。

这一时期的制氧方法主要依赖于加热含氧化合物，如氧化汞和过氧化钠等。

工业革命19世纪初，随着工业革命的推进，对氧气的需求量急剧增加，促使氧气制取技术得到快速发展。

1834年，英国发明家威廉·汤姆森发明了水银法，通过水银的氧化反应大量制取氧气。

这一方法极大地提高了氧气的产量，满足了工业生产的需求。

现代制氧20世纪中叶，随着科学技术的进步，氧气制取技术进入了一个新的发展阶段。

1960年代，液态空气分离法成为主流，通过降低空气温度至液态，分离出氧气。

现代氧气制取技术已实现大规模工业化生产，全球年产量超过5000万吨，满足了全球各个领域的需求。

氧气制取的重要性生命支持氧气是生物体呼吸的必需品，人类和其他动物依赖氧气进行细胞代谢，维持生命活动。全球每年约需5000万吨氧气用于医疗急救、呼吸治疗等。

工业应用氧气在工业生产中扮演着重要角色，广泛应用于钢铁、化工、电子等行业。全球每年约需2000万吨氧气用于炼钢、炼铝等工业过程，提高生产效率和产品质量。

科研探索氧气在科学研究中也至关重要，是许多实验和实验设备的必需品。在太空探索、深海潜水等领域，氧气保障了宇航员和潜水员的生命安全。

02氧气制取原理

物理制氧法空气分离法通过低温液化空气，然后逐步升温使不同组分依次蒸发，分离出氧气。此法是目前工业制氧的主要方法，年产量超过5000万吨。

空气分离过程复杂，需要大型制氧设备，如制氧塔，成本较高。

深冷分离法利用不同气体在低温下的沸点差异进行分离，氧气沸点为-183℃，氮气沸点为-196℃，通过深冷技术分离。

此法对设备要求高，需要低温冷却系统，但制氧效率较高。

低温液化法将空气冷却至极低温度，使其液化，然后通过逐步升温使氧气和氮气分离。

低温液化法设备投资大，技术要求高，但制氧纯度高，适用于高端应用。

化学制氧法分解过氧化氢过氧化氢（H2O2）在催化剂作用下分解生成水和氧气，反应式为：2H2O2→2H2O+O2。

此法操作简单，成本低，但制氧效率有限，适合小规模应用。

全球每年通过此法制得的氧气量约占总量的5%。

分解氯酸钾氯酸钾（KClO3）在加热或催化剂作用下分解生成氯化钾和氧气，反应式为：2KClO3→2KCl+3O2。

此法适用于实验室和应急情况下的氧气制取，但反应条件要求严格。

氯酸钾分解法全球年产量占总量的2%左右。

分解高锰酸钾高锰酸钾（KMnO4）在加热或催化剂作用下分解生成二氧化锰、氧气和钾盐，反应式为：2KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2。

此法适用于实验室和教学演示，制氧效率较低，但操作简便。

全球通过此法制得的氧气量占总量的1%以下。

生物制氧法植物光合作用植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，在阳光照射下生成氧气和葡萄糖，这是自然界中氧气的主要来源。

全球陆地和海洋植物每年通过光合作用释放约120亿吨氧气。

此过程对维持地球大气中氧气浓度至关重要。

微生物发酵某些微生物在发酵过程中产生氧气，如好氧细菌在分解有机物时释放氧气。

微生物发酵制氧技术尚处于研究阶段，尚未大规模应用。

此法有望在生物燃料和生